NASA запустило телескоп для пошуку інших планет Запуск та початок роботи

Космічні телескопи - це, зазвичай, телескопи, які працюють поза атмосфери Землі і, тим самим, не обтяжують себе просвічуванням через цю атмосферу. Найвідомішим космічним телескопом на сьогоднішній день є космічний телескоп Хаббл, який відкрив сотні екзопланет, показав безліч мальовничих галактик, космічних подій і розширив горизонти нашого погляду на космос. На зміну Хаблу прийде космічний телескоп Джеймса Вебба, який буде запущений у космос у 2018 році і дзеркало якого перевищуватиме діаметр дзеркала Хаббла майже втричі. Після Джеймса Вебба вчені планують відправити в космос Космічний телескоп високої роздільної здатності (HDST), але це поки що тільки в планах. Як би там не було, частку космічних телескопів доводиться і припадатиме більшість наших відкриттів у глибокому космосі.

Якщо у нас колись будуть гігантські надувні телескопи в космосі, можете подякувати мамі Кріса Уокера. Кілька років тому Вокер робив шоколадний пудинг, як раптом йому довелося перервати свою кулінарну справу і зателефонувати мамі. Він зняв пудинг із плити, накрив його поліетиленовою плівкою і поставив горщик на підлогу біля кушетки. Після розмови він з подивом виявив зображення лампочки від лампи неподалік, що ширяло над кінцем кушетки. Дослідивши причину цього явища, він виявив, що кишеня холодного повітря, що утворилася при охолодженні пудингу, привела до провисання пластикової упаковки до пудингу. Фактично це сформувало лінзу, яка відбивала лампочку.

Останнім часом людство зайняте пошуком екзопланет і протягом кількох років Європейське Космічне Агентство вело розробку космічного телескопа Cheops, призначеного для пошуку планет, схожих на нашу. Cheops також називають мисливцем за екзопланетами і покладають на нього великі надії. А нещодавно стала відомою дата запуску космічного телескопа, а також деякі інші подробиці.

Вид "Хаббла" з борту космічного корабля "Атлантіс" STS-125

Космічний телескоп "Хаббл" ( КТХ; Hubble Space Telescope, HST; код обсерваторії "250") - на орбіті навколо, названа на честь Едвіна Хаббла. Телескоп «Хаббл» - спільний проект НАСА та Європейського космічного агентства; він входить до Великих обсерваторій НАСА.

Розміщення телескопа у космосі дає можливість реєструвати електромагнітне випромінювання у діапазонах, у яких земна атмосфера непрозора; насамперед - в інфрачервоному діапазоні. Завдяки відсутності впливу атмосфери роздільна здатність телескопа в 7-10 разів більша, ніж у аналогічного телескопа, розташованого на Землі.

Історія

Передісторія, концепції, ранні проекти

Перша згадка про концепцію орбітального телескопа зустрічається в книзі Германа Оберта «Ракета в міжпланетному просторі» ( Die Rakete zu den Planetenraumen ), виданої 1923 року.

1946 року американський астрофізик Лайман Спітцер опублікував статтю «Астрономічні переваги позаземної обсерваторії» ( Астрономічні відзнаки an extra-terrestrial observatory ). У статті зазначено дві головні переваги такого телескопа. По-перше, його кутовий дозвіл буде обмежений лише дифракцією, а не турбулентними потоками в атмосфері; у той час роздільна здатність наземних телескопів була від 0,5 до 1,0 кутової секунди, тоді як теоретична межа дозволу по дифракції для орбітального телескопа з дзеркалом 2,5 метра становить близько 0,1 секунди. По-друге, космічний телескоп міг би вести спостереження в інфрачервоному та ультрафіолетовому діапазонах, у яких поглинання випромінювань земною атмосферою дуже значне.

Спітцер присвятив значну частину своєї наукової кар'єри просуванню проекту. У 1962 році доповідь, опублікована Національною академією наук США, рекомендувала включити розробку орбітального телескопа в космічну програму, і в 1965 Спітцер був призначений главою комітету, завданням якого входило визначення наукових завдань для великого космічного телескопа.

Космічна астрономія почала розвиватися після закінчення Другої світової війни. У 1946 році вперше був отриманий ультрафіолетовий спектр. Орбітальний телескоп для досліджень Сонця був запущений Великобританією в 1962 в рамках програми «Аріель», а в 1966 НАСА запустило в космос першу орбітальну обсерваторію OAO-1. Місія не увінчалася успіхом через відмову акумуляторів через три дні після старту. У 1968 році була запущена OAO-2, яка проводила спостереження ультрафіолетового випромінювання і до 1972 року, значно перевищивши розрахунковий термін експлуатації в 1 рік.

Місії OAO послужили наочною демонстрацією ролі, яку можуть грати орбітальні телескопи, і в 1968 НАСА затвердило план будівництва телескопа-рефлектора з дзеркалом діаметром 3 м. Проект отримав умовну назву LST ( Large Space Telescope). Запуск планувався на 1972 рік. Програма наголошувала на необхідності регулярних пілотованих експедицій для обслуговування телескопа з метою забезпечення тривалої роботи дорогого приладу. Програма «Спейс шатл», що паралельно розвивалася, давала надії на отримання відповідних можливостей.

Боротьба за фінансування проекту

Завдяки успіху програми ВАТ в астрономічному співтоваристві склався консенсус про те, що будівництво великого орбітального телескопа має стати пріоритетним завданням. 1970 року НАСА заснувало два комітети, один для вивчення та планування технічних аспектів, завданням другого була розробка програми наукових досліджень. Наступною серйозною перешкодою було фінансування проекту, витрати на який мали перевершити вартість будь-якого наземного телескопа. Конгрес США поставив під сумнів багато статей запропонованого кошторису і суттєво урізав асигнування, що спочатку передбачали масштабні дослідження інструментів та конструкції обсерваторії. У 1974 році, в рамках програми скорочень видатків бюджету, ініційованої президентом Фордом, Конгрес повністю скасував фінансування проекту.

У відповідь на це астрономами було розгорнуто широку кампанію з лобіювання. Багато вчених-астрономів особисто зустрілися з сенаторами та конгресменами, було також проведено кілька великих розсилок листів на підтримку проекту. Національна Академія Наук опублікувала доповідь, в якій наголошувалося на важливості створення великого орбітального телескопа, і в результаті сенат погодився виділити половину коштів з бюджету, спочатку затвердженого Конгресом.

Фінансові проблеми призвели до скорочень, головним з яких було рішення зменшити діаметр дзеркала з 3 до 2,4 метра для зниження витрат і отримання більш компактної конструкції. Також було скасовано проект телескопа з півтораметровим дзеркалом, який передбачалося запустити з метою тестування та відпрацювання систем, та ухвалено рішення про кооперацію з Європейським космічним агентством. ЄКА погодилася брати участь у фінансуванні, а також надати низку інструментів і для обсерваторії, замість європейських астрономів резервувалося не менше 15% часу спостережень. 1978 року Конгрес затвердив фінансування у розмірі 36 млн дол., і відразу після цього почалися повномасштабні роботи з проектування. Дата запуску планувалася на 1983 рік. На початку 1980-х телескоп отримав ім'я Едвіна Хаббла.

Організація проектування та будівництва

Робота над створенням космічного телескопа була поділена між багатьма компаніями та установами. Космічний центр Маршалла відповідав за розробку, проектування та будівництво телескопа, Центр космічних польотів Годдарда займався загальним керівництвом розробкою наукових приладів та був обраний як наземний центр управління. Центр Маршалла уклав контракт із компанією «Перкін-Елмер» на проектування та виготовлення оптичної системи телескопа ( Optical Telescope Assembly - OTA) та датчиків точного наведення. Корпорація "Локхід" отримала контракт на будівництво для телескопа.

Виготовлення оптичної системи

Полірування головного дзеркала телескопа, лабораторія компанії «Перкін-Елмер», травень 1979

Дзеркало та оптична система загалом були найважливішими частинами конструкції телескопа, і до них пред'являлися особливо жорсткі вимоги. Зазвичай дзеркала телескопів виготовляються з допуском приблизно в одну десяту довжини хвилі видимого світла, але оскільки космічний телескоп призначався для спостережень в діапазоні від ультрафіолетового до майже інфрачервоного, а роздільна здатність повинна була бути в десять разів вищою, ніж у наземних приладів, допуск для виготовлення його головне дзеркало було встановлено в 1/20 довжини хвилі видимого світла, або приблизно 30 нм.

Компанія "Перкін-Елмер" мала намір використовувати нові верстати з числовим програмним управлінням для виготовлення дзеркала заданої форми. Компанія «Кодак» отримала контракт на виготовлення запасного дзеркала з використанням традиційних методів полірування на випадок непередбачених проблем з неопробованими технологіями (дзеркало, виготовлене компанією «Кодак», зараз знаходиться в експозиції музею Смітсонівського інституту). Роботи над основним дзеркалом розпочалися у 1979 році, для виготовлення використовувалося скло із наднизьким коефіцієнтом теплового розширення. Для зменшення ваги дзеркало складалося з двох поверхонь - нижньої та верхньої, з'єднаних гратчастою конструкцією стільникової структури.

Резервне дзеркало телескопа, Смітсонівський музей авіації та космонавтики, Вашингтон

Роботи з полірування дзеркала тривали до травня 1981 року, при цьому було зірвано початкові терміни та значно перевищено бюджет. У звітах НАСА того періоду висловлюються сумніви щодо компетентності керівництва компанії «Перкін-Елмер» та її здатності успішно завершити проект такої важливості та складності. З метою економії коштів НАСА відмінило замовлення на резервне дзеркало та перенесло дату запуску на жовтень 1984 року. Остаточно роботи завершилися до кінця 1981 року, після нанесення покриття, що відбиває, з алюмінію товщиною 75 нм і захисного покриття з фториду магнію товщиною в 25 нм.

Незважаючи на це, сумніви в компетентності "Перкін-Елмер" залишалися, оскільки терміни закінчення робіт над іншими компонентами оптичної системи постійно відсувалися, а бюджет проекту зростав. Графіки робіт, надані компанією, НАСА охарактеризувало як «невизначені і щодня щодня» і відклало запуск телескопа до квітня 1985 року. Проте терміни продовжували зриватися, затримка зростала в середньому на один місяць щокварталу, а на завершальному етапі зростала на один день щодня. НАСА було змушене ще двічі перенести старт спочатку на березень, а потім на вересень 1986 року. На той час загальний бюджет проекту зріс до 1,175 млрд дол.

Космічний апарат

Початкові етапи робіт над космічним апаратом, 1980

Інший складної інженерної проблемою було створення апарату-носія для телескопа та інших приладів. Основними вимогами були захист обладнання від постійних перепадів температур під час нагрівання від прямого сонячного освітлення та охолодження в тіні Землі та особливо точне орієнтування телескопа. Телескоп змонтований усередині легкої алюмінієвої капсули, яка покрита багатошаровою термоізоляцією, що забезпечує стабільну температуру. Жорсткість капсули та кріплення приладів забезпечує внутрішня просторова рама із вуглепластику.

Хоча роботи зі створення космічного апарату проходили успішніше, ніж виготовлення оптичної системи, «Локхід» також допустила деяке відставання від графіка та перевищення бюджету. До травня 1985 року перевитрата коштів становила близько 30 % від початкового обсягу, а відставання від плану - 3 місяці. У доповіді, підготовленій Космічним центром Маршалла, зазначалося, що під час проведення робіт компанія не виявляє ініціативи, воліючи покладатися на вказівки НАСА.

Координація досліджень та управління польотом

У 1983 році, після деякого протистояння між НАСА та науковою спільнотою, було засновано Науковий інститут космічного телескопа. Інститут управляється Асоціацією університетів з астрономічних досліджень ( Association of Universities for Research in Astronomy ) (AURA) і розташовується в кампусі університету Джонса Хопкінса в Балтіморі, штат Меріленд. Університет Хопкінса - один із 32 американських університетів та іноземних організацій, що входять до асоціації. Науковий інститут космічного телескопа відповідає за організацію наукових праць та забезпечення доступу астрономів до отриманих даних; ці функції НАСА хотіло залишити під своїм контролем, але вчені вважали за краще передати їх академічним установам.

Європейський координаційний центр космічного телескопа був заснований у 1984 році у місті Гархінг, Німеччина для надання аналогічних можливостей європейським астрономам.

Управління польотом було покладено на Центр космічних польотів Годдарда, що у місті Грінбелт, Меріленд, за 48 кілометрів від Наукового інституту космічного телескопа. За функціонуванням телескопа ведеться цілодобове позмінне спостереження чотирма групами фахівців. Технічний супровід здійснюється НАСА та компаніями-контакторами через Центр Годдарда.

Запуск та початок роботи

Старт шатла "Діскавері" з телескопом "Хаббл" на борту

Спочатку запуск телескопа на орбіту планувався на жовтень 1986 року, але 28 січня призупинила програму "Спейс шатл" на кілька років, і запуск довелося відкласти.

Весь цей час телескоп зберігався у приміщенні зі штучно очищеною атмосферою, його бортові системи були частково включені. Витрати на зберігання становили близько 6 млн дол. на місяць, що ще більше збільшило вартість проекту.

Вимушена затримка дозволила зробити ряд удосконалень: сонячні батареї були замінені на більш ефективні, модернізовано бортовий обчислювальний комплекс і системи зв'язку, а також змінено конструкцію кормового захисного кожуха з метою полегшити обслуговування телескопа на орбіті. Крім того, програмне забезпечення для управління телескопом було не готове 1986 року і фактично було остаточно написано лише на момент запуску 1990 року.

Після відновлення польотів шатлів у 1988 році запуск був остаточно призначений на 1990 рік. Перед запуском пил, що накопичився на дзеркалі, був видалений за допомогою стисненого азоту, а всі системи пройшли ретельне тестування.

Космічний телескоп "Хаббл" (англ. Hubble Space Telescope, HST, КТХ, код обсерваторії "250") - автоматична обсерваторія на орбіті навколо, названа на честь Едвіна Хаббла. Телескоп «Хаббл» - спільний проект та Європейського космічного агентства; він входить до Великих обсерваторій НАСА.

Розміщення телескопа у космосі дає можливість реєструвати електромагнітне випромінювання у діапазонах, у яких земна атмосфера непрозора; насамперед - в інфрачервоному діапазоні. Завдяки відсутності впливу атмосфери, здатність телескопа в 7-10 разів більша, ніж у аналогічного телескопа, розташованого на Землі.

• НАСА за допомогою космічного телескопа Hubble отримало відео зіткнення матерії всередині джетів (релятивістських струменів, в яких частки розганяються до навколосвітніх швидкостей, приблизно [...]
• П'ята експедиція росіянина Геннадія Падалки розпочалася 27 березня. Якщо посадка капсули корабля "Союз ТМА-16М", що спускається, пройде, як намічено, 11 вересня, то сумарний наліт космонавта […]
• Це зображення, зроблене за допомогою телескопа «Хаббл», що належить відомству НАСА і Європейському космічному агентству, демонструє пейзаж, що переливається, однієї з самих […]
• НАСА представить результати нових знахідок, пов'язаних з чорними дірками, на прес-конференції, яка відбудеться сьогодні, 27 лютого. На прес-конференції, яка розпочнеться сьогодні о 18:00 […]
• Апарат оснащений найпотужнішою камерою HiRISE з присутніх на орбіті навколо марсіанської, зйомка Марса ведеться з 2006 року. Коли вчені порівняли фотографії тих самих регіонів, але […]
• Космічний зонд був запущений на орбіту 7 вересня о 07:27 за допомогою ракети-носія "Мінотавр-5" компанією НАСА. LADEE знаходився на орбіті землі, де "чекав" відповідного розташування […]
• У найближчому майбутньому американські авіакомпанії зможуть заощадити понад $250 млрд завдяки отриманим протягом останніх 6 років розробкам NASA в галузі «зелених» технологій. Про це […]
• Вчені НАСА отримали знімок можливого сценарію розвитку Сонячної системи. Телескоп Hubble сфотографував зірку Кемпбелла, яка перебуває на завершальній стадії еволюції небесного тіла. […]
• Тяжка політична криза в Штатах, яка виникла внаслідок відсутності в парламенті згоди, ставить під загрозу космічні проекти країни. Через бюджетний "шатдаун" Нацуправління по […]

Ракета Delta II із орбітальним телескопом Kepler на стартовому столі. Фото із сайту NASA

У суботу о 06:49 за московським часом з космодрому на мисі Канаверал у штаті Флорида було запущено орбітальний телескоп Kepler, призначений для пошуків екзопланет. На орбіту апарат вивела ракета-носій Delta II. Повідомлення про старт апарата наведено на сайті NASA.

Місія Kepler триватиме три з половиною роки. Весь цей час він спостерігатиме близько 100 тисяч схожих на Сонце зірок, навколо яких можуть звертатися екзопланети. Апарат шукатиме планети, що знаходяться поза Сонячною системою, за допомогою транзитного методу. Коли планета проходить диском своєї зірки, вона закриває від спостерігача частину її випромінювання. Аналізуючи коливання яскравості світил, астрономи можуть лише знаходити планети, але й приблизно оцінювати їх розмір.

Kepler звертатиметься навколо Сонця по орбіті висотою в одну астрономічну одиницю (а.е.). А.е. дорівнює 150 мільйонам кілометрів і дорівнює відстані від Землі до Сонця. Фактично, Kepler повторюватиме шлях нашої планети, що обертається навколо Сонця. Таке положення дозволяє телескопу постійно стежити за тими самими зірками. Телескоп "Хаббл", наприклад, позбавлений цієї переваги.

Наразі астрономи виявили понад 300 екзопланет. Більшість із них є газовими гігантами на кшталт Юпітера. На таких планетах не можуть розвиватися організми земного типу, а саме проживання екопланет, зрештою, цікавить вчених. Kepler зможе знаходити планети меншого розміру, придатніші для життя.

Телескоп Kepler за роботою Зображення із сайту nasa.gov

Інші Землі

NASA запустило телескоп для пошуку планет земного типу

Рано-вранці сьомого березня 2009 року з космодрому на мисі Канаверал у штаті Флорида було запущено орбітальний телескоп Kepler. Задовго до цієї дати повідомлення про майбутній старт з'являлися в багатьох ЗМІ. Пильну увагу преси до телескопа цілком зрозуміло: він шукатиме у далекому космосі планети, схожі на Землю.

Все відразу

Для виявлення екзопланет (планет, що знаходяться поза Сонячною системою), Kepler використовуватиме так званий транзитний метод. Коли планета проходить диском своєї зірки, вона закриває частину її випромінювання. Новий телескоп якраз і відшукуватиме такі світила, що "підморгують". Аналізуючи параметри "підморгування", астрономи зможуть дізнатися деякі характеристики знайдених екзопланет.

За частотою коливань яскравості можна визначити період обігу планети та висоту її орбіти. Ці відомості, а також дані про температуру зірки дозволять вченим вирахувати, наскільки гаряча екзопланета. Крім того, знаючи довжину орбіти, астрономи за третім законом Кеплера, на честь якого було названо телескоп, можуть дізнатися про масу планети. Кількість зоряного випромінювання, яке вона закриває, дасть дослідникам інформацію про її розміри.

Вчених цікавлять насамперед невеликі планети, що звертаються в зоні проживання своїх зірок. Зона проживання - це вузький відрізок простору навколо зірки, потрапивши в який планета може бути теоретично придатною для виживання організмів земного типу. У випадку зірок, схожих на Сонце (а саме їх насамперед розглядатимуть вчені), зона житла буде на відстані близько однієї астрономічної одиниці від світила. Тобто дистанція від екзопланети до зірки приблизно відповідатиме дистанції від Землі до Сонця.

Суцільні проблеми

Складається враження, що транзитний метод ідеально пристосований для пошуку нових світів, і незрозуміло, чому з його допомогою було знайдено лише близько 15 відсотків екзопланет (на даний момент астрономам відомо близько 350 планет, що обертаються навколо далеких зірок). На словах метод здається дуже простим, проте має ряд обмежень, а його ефективного застосування потрібна дуже чутлива техніка.

Навіть великі планети (на малюнку крапка у правій частині світила) викликають незначні зміни яскравості зірки. Зображення із сайту nasa.gov

Пошук екзопланет (особливо невеликих) за допомогою транзитного методу є нетривіальним завданням вже тому, що зміна яскравості світіння зірки при проході повз неї планети мінімальна. Земля закривала б від спостерігача з далекого космосу лише 0,008 відсотка світла Сонця. Такі незначні обурення можуть виникати з багатьох причин. Наприклад, їх може викликати поява плям на зірці, що вивчається.

"Правильні" коливання, тобто коливання, викликані проходженням диском зірки планети, повинні бути періодичними. Тому перш ніж приписувати "підморгування" екзопланетну природу, астрономам необхідно засікти зміну яскравості зі подібними характеристиками кілька разів. Для планет земного типу та для схожих на Сонце зірок період обігу становить близько року. Тобто, стежити за "зірками, що підморгують", доведеться кілька років. При цьому можливість пропустити сам момент транзиту планети дуже висока: тривалість цієї події становить кілька годин.

На додаток до всіх цих труднощів транзитний метод підходить тільки для дуже обмеженої вибірки зірок. Щоб телескоп зміг помітити зміна яскравості зірки, орбіта обертається навколо неї планети має бути орієнтована строго певним чином. Згідно з підрахунками, ця вимога виконується в середньому для однієї зірки із сотні.

Все одразу і без проблем

Розробники місії Kepler спробували врахувати всі ці проблеми. Чутливість його телескопа є достатньою для реєстрації мінімальних змін яскравості. За словами інженерів, Kepler може побачити проліт мухи повз фари автомобіля, що знаходиться на відстані декількох кілометрів. Щоб не пропустити транзит планети, Kepler спостерігатиме зоряне небо практично безперервно. Телескоп зніматиме показання кожні півгодини. Так як він знаходиться за межами земної атмосфери, погодні умови та зміни дня та ночі не заважатимуть проведенню вимірювань.

Орбіта Kepler обрана таким чином, щоб у його полі зору періодично не вторгалися Місяць та Сонце. Говорячи науковою мовою, поле зору нового телескопа лежить поза площиною екліптики.

У цій ділянці Чумацького Шляху телескоп Kepler шукатиме екзопланети земного типу. Зображення Jon Lomberg із сайту nasa.gov. Клацніть на картинці, щоб збільшити зображення.

У своєму русі навколо Сонця Kepler слідуватиме за Землею, поступово віддаляючись від неї. Телескоп здійснюватиме один оборот приблизно за 372,5 дні. Додатковою перевагою такого положення є відсутність моменту, що обертає, викликаного гравітаційним впливом Землі (оскільки форма нашої планети неідеальна, супутники трохи по-різному притягуються до Землі над різними її ділянками). Ще один плюс "незалежної" від Землі орбіти – стабільний рівень сонячного випромінювання. Постійні зміни через тінь Землі кількості сонячних променів, що потрапляють на апарат, могли б призвести до перешкод у роботі приладів.

У порівнянні з іншими телескопами, у Kepler дуже широке поле зору. Він оглядатиме ділянку неба, що приблизно відповідає площі долоні витягнутої руки – її розмір становитиме 105 квадратних градусів. Інші орбітальні телескопи, зокрема знаменитий "Хаббл", позбавлені такої широти огляду. Вони призначені для вивчення якомога більш далеких областей космосу, а розмір досліджуваної ділянки для них не такий вже й важливий.

Район космосу, в який Kepler вдивлятиметься 3,5 роки, теж був обраний не випадково. Телескоп апарату буде спрямований на ділянку неба, розташовану між сузір'ями Лебедя та Ліри. За оцінками астрономів, у цій частині неба знаходиться близько 4,5 мільйона зірок. Більшість із них схожі на наше Сонце – це відносно холодні зірки середнього віку. Зони проживання розташовуються на невеликій відстані від них, так що Kepler зможе побачити транзит "відповідних" планет. Потенційно заселені планети молодих зірок-гігантів знаходяться на такому видаленні, що навіть дуже чутливі детектори Kepler не помітять зміни яскравості зірки при їхньому проході її диском.

За словами Наталі Баталья (Natalie Batalha) з Університету Сан Хосе, яка бере участь у роботі над телескопом, щоб подолати всі труднощі, які виникають під час пошуку екзопланет транзитним методом, розробники місії скористалися "грубою науковою силою". "Уся справа у числах", - додала вона.

Широке поле огляду, безперервні спостереження та безліч зірок-кандидатів дозволяють обійти такий фактор, як малий відсоток відповідних світил. Досконалі детектори Kepler повинні зафіксувати незначне "підморгування", а трирічна тривалість місії дозволить астрономам підтвердити, що його винуватцем є саме планета.

Kepler отримає перші результати вже за кілька місяців. Список нових екзопланет спочатку поповнять "гарячі Юпітери", які звертаються на невеликій відстані навколо своїх зірок. Рік на таких планетах може тривати лише кілька днів, а отже, вчені зможуть швидко переконатися, що зірка періодично тьмяніє саме через них. На достовірне виявлення планет земного типу потрібно кілька років.

Залежно від того, наскільки типовими є землеподібні планети (тобто планети, радіус яких коливається від половини до двох радіусів Землі) для нашого Всесвіту, вчені розраховують відшукати їх від 50 до кількох сотень.

Про швидкість прогресу

Астрономи виявили першу планету за межами Сонячної системи зовсім недавно – 1995 року. Нині таких планет відомо більше трьохсот, а ще за три роки ми дізнаємося, як часто серед екзопланет зустрічаються планети земного типу. Нарешті у вчених і просто любителів поміркувати про те, чи є життя на Марсі, з'являться фактичні дані, які можна використовувати при складанні прогнозів. І хоча остаточної відповіді на питання про нашу самотність у Всесвіті Kepler не дасть, він зможе помітно посилити вагу доводів за чи проти.

Якщо розмір більшої частини планет у Всесвіті відповідає розміру Землі, вчені розраховують виявити близько 50 планет земного типу. Якщо планети в основному більші за Землю (радіус приблизно в 1,3 рази більше), астрономи сподіваються побачити близько 185 планет. У тому випадку, якщо радіус типової планети в 2,2 рази більший за радіус Землі, на зіркових картах з'являться 640 нових планет земного типу. Усі розрахунки складено за умови, що навколо зірки звертається лише одна схожа на Землю планета.

Ім'я Джеймса Уебба, дослідникам потрібно буде працювати максимально оперативно та враховувати невеликий термін існування багатомільярдної орбітальної обсерваторії. На що спрямують його погляд насамперед?

Створений у співпраці з європейськими та канадськими космічними агенствами, телескоп Webb стане найбільшою, потужною та дорогою обсерваторією NASA в історії. Його створення коштувало 9 млрд доларів, а запуск намічено на літо 2019 року.

На відміну від свого знаменитого попередника космічного телескопа Hubble, створеного для збору видимого та ультрафіолетового світла, Webb оптимізовано для перегляду космічних просторів в інфрачервоному діапазоні.

Інфрачервоні очі Вебба роблять його одночасно рентгенівським сканером, мас-спектрометром та машиною часу. Він здатний зазирнути крізь скрипучі, запорошені космічні еони, щоб вивчити багато чого, куди астрономи, які використовують Хаббл та інші телескопи, ледве почали заглядати.

Різниця між Hubble та Webb полягає також у довговічності, завдяки кільком ремонтним місіям, перший наближається до четвертого десятиліття перебування на низькій орбіті. Але Уебб буде розміщений поза зоною досяжності легкого обслуговування та запрограмовано на 5 років служби. Максимум, на що вистачить палива – 10 років, воно необхідне для маневрів. Телескоп повинен завжди перебувати в тіні нашої планети, щоби не перегрітися.

«Навчальна крива» телескопа Webb

«Webb має обмежену тривалість життя і є величезними інтелектуальними, фінансовими та технологічними інвестиціями, тому нам необхідно швидко навчитися його можливостям», - говорить Кен Сембач, директор Наукового інституту космічного телескопа (STScI). «Це буде крута навчальна крива».

Сотні дослідників, які витратили десятиліття на розробку апаратури, програмного забезпечення та основних наукових завдань телескопа, будуть першими, що масштабують цю криву навчання. Кожен член цієї елітної команди гарантує невелику, але значну частину загального часу Уебба, першого року спостережень телескопа (так званий «Цикл 1»). Ці початкові результати могли б допомогти іншим астрономам світу.

Вивчення юності Всесвіту

Webb буде здатний оглядати найбільші кластери галактик, які настільки масивні, що деформують навколишній простір, формуючи величезні «Гравітаційні лінзи», які посилюють слабке світло галактик, що народилися менш ніж через мільярд років після Великого Вибуху. Таким чином, можна вивчати перші періоди життя Всесвіту.

Виявлення екзопланет та нанесення їх на карту

Незважаючи на те, що телескоп Вебба створювався переважно для вивчення далеких галактик, але його погляд можна направити і на сусідні зіркові системи для пошуку екзопланет.

Астрономи матимуть можливість виявлення водяної пари, метану та інших газів навіть у момент проходження планети перед своєю зіркою.

Одна з команд планує вивчати супутники Юпітера та Сатурна, зокрема й знамениті Енцелаада.