Миллиондаған жыл бұрын Айдың екінші жағына астероид соғылды, оның жарты шары әрқашан Жерден қарама-қарсы бағытта болады. Алдағы жылдары робот өзі қалдырған кратерге қонып, астрономияның болашағына сай келетін радиотелескоп жасай алады.
Бұл Ай кратерінің радиотелескопы (LCRT) деп аталатын ауқымды жобаның негізі болып табылады, оның мақсаты - өздігінен жиналатын роботтарды пайдаланып, Ай кратерін телескопқа айналдыру. Ай Жерден келетін радио кедергілерді бөгейді, ал оның арғы жағында телескоп тарелкасы ретінде қызмет ете алатын кратерлер орналасқан. Бұл оны ғарыштық қараңғы ғасырлар деп аталатын - Үлкен жарылыс пен алғашқы жұлдыздардың пайда болуы арасындағы жұмбақ дәуірден шығатын әлсіз радиотолқындарды тыңдау үшін тамаша орынға айналдырады.
Бұл ежелгі радиотолқындарды есту ғалымдарға шындықтың мәнін зерттеуге мүмкіндік береді. «Біз физикамыздың дұрыс екенін немесе жаңа физика жасауымыз керек екенін анықтаймыз», - дейді Калифорниядағы NASA-ның реактивті қозғалыс зертханасының робототехника маманы және LCRT жобасының жетекші зерттеушісі Саптарши Бандьопадхьяй.
Ай кратерінде орналасқан бұл телескоп Айдың арғы жағында астрономиялық зерттеулер жүргізу үшін бәсекелесетін бірнеше жобалардың бірі ғана. LCRT әлі әзірлену үстінде; ол әлі құрастырылған жоқ және ұшыру күні белгіленбеген. Дегенмен, биылғы жылдың соңында әлдеқайда кішігірім прототиптік телескопты ұшыру жоспарлануда. Ал NASA-ның Айға миссиялардың - адам басқаратын және роботтандырылған - жиілігін арттыруға уәде беретін Artemis бағдарламасының жақында жеделдеуімен Айға радиотелескоп орналастыру идеясы жаңа серпінге ие болды.
«Бұл ғаламға жаңа терезе ашады — және олардың саны көп емес», — дейді Англиядағы Джодрелл Банк астрофизика орталығының директоры және астроном Майкл Гарретт. «Бұл ең маңызды оқиға».
Ай соққы кратерлерімен белгіленген, ал Ай кратерінің радиотелескопының артындағы NASA ғалымдары осы кратерлердің бірінде ғарыштық қараңғы ғасырдан ежелгі сигналдарды түсіруге жеткілікті үлкен телескоп болады деп үміттенеді. NASA
(Айдың алыс жағынан сирек кездесетін күн тұтылуын бақылаңыз.)
Ертедегі Әлемнің елестері
Жарылған жұлдыздардан бастап планеталық полярлық шұғылаға дейін, ғарышта энергия өндіретін барлық нәрсе дерлік радиотолқындарды шығарады - сіздің көлігіңіздегі радио дыбысқа айналдыратын толқындармен бірдей. Көрінетін жарықтан айырмашылығы, бұл толқындар адамдар үшін көрінбейді және естілмейді. Өкінішке орай, олардың барлығын естуге үміттенетін астрономдар үшін Жер мегафон ретінде әрекет етеді: оның ионосферасы - планетаның жоғарғы атмосферасының электрлендірілген қабаты - қатты шу шығарып қана қоймай, сонымен қатар біздің барлық технологиямыз жасанды радиотолқындардың шығарылуын тоқтата алмайды.
«Бұл қорқынышты дыбыс», - дейді Нью-Йорктегі Брукхейвен ұлттық зертханасының зерттеушісі Анзе Слосар. Егер сіз терең ғарышты түсінуге үміттенетін астроном болсаңыз, «бұл бассейннің түбінен жоғары қараумен бірдей». Ал ғалымдардың Жерден жасай алатыны аз. «Одан аулақ болудың жалғыз жолы - одан жасырыну», - дейді ол.
Бақытымызға орай, небәрі 240 000 миль қашықтықта тамаша жасырынатын орын бар. «Ай - радиоастрономия үшін ең жақсы орындардың бірі», - дейді Гарретт. Айдың арғы жағында тұрып, арқаңызды Жерге бұрасыз, ал Ай планеталардың какофониясын жауып, алып геологиялық тосқауыл ретінде әрекет етеді. Ал егер сіз түнде өлшеу жүргізсеңіз, ол Күннің өзінің радио кедергісін де сүзеді.
Осы шусыз Ай телескопы Жердегі радиотелескоптар анықтауы қиын көптеген сигналдарды қабылдай алады. «Бұл жер үсті интеллектін іздеу үшін де маңызды», - дейді Гарретт. Бөтен технологиядан шығатын радиосигналдарды анықтаудағы ең үлкен кедергілердің бірі - оны Жердің өз радио кедергісінен бөлуге тырысу. Айдың тыныш арғы жағында бұл әлдеқайда оңай болар еді.
Айда жүргізілген кез келген радиоастрономиялық зерттеулер құптарлық болар еді. Бірақ «ғарыштық қараңғы ғасырлардан» сигналды анықтау ұзақ мерзімді мақсат, дейді Слосар. Үлкен жарылыстан шамамен 380 000 жыл өткен соң, ғалам бейтарап сутегі газының қоспасы болды. Бұл сутегі ақырында бір-біріне жиналып, тұтанып, алғашқы жұлдыздарды түзеді, бірақ сол кезде тек қараңғылық болды.
Бірақ таза сутегі өте нақты толқын ұзындығындағы радиотолқындарды шығарады. Бұл алыс сигнал өте әлсіз болар еді, бірақ егер ғалымдар оған назар аудара алса, олар қарапайым материяның жұмбақ қараңғы материямен – ғаламды байланыстыратын әлі ашылмаған «желіммен» – қалай әрекеттесіп, бүгінде біз мекендейтін ғарышты қалыптастыратынын анықтай алар еді.
Айдың арғы жағындағы телескоптың ештеңені ести алатынына кепілдік жоқ: тіпті Жер мен Күн көрінбесе де, Құс жолы галактикасының гуілі сутегінің сыбырынан әлдеқайда қаттырақ естіледі. Бірақ егер ол бұл сыбырларды анықтаса, біздің ғалам туралы түсінігіміз мәңгілікке өзгереді. «Бұл мүлдем зерттелмеген аумақ», - дейді Гарретт.
(Айдың арғы жағында үлкен жұмбақ жер бар.)
Радиотелескоп зерттеушісі
Біріншіден, ғалымдар Айда радиоастрономиялық зерттеулер жүргізудің орындылығын көрсетуі керек. Бұл NASA, Энергетика департаментінің Брукхейвен ұлттық зертханасы және Калифорния университетінің, Берклидегі бірлескен жұмысы аясында өтетін алдағы Ай бетінің электромагниттік эксперимент-түнінің (Lu-SEE түні) мақсаты.
Lu-SEE Night ғарыш кемесінің ең маңызды құралы - сезімтал радиоқабылдағышы, ол теориялық тұрғыдан алғашқы ғаламнан шыққан көптеген ежелгі радиосигналдарды анықтай алады. Бұл қарапайым міндет, бірақ ол елеулі қиындықтарға тап болады.
«Американдық ғарыш кемелері Айдың арғы жағына қонған жоқ. Ешбір жеке компания Айдың арғы жағына қонған жоқ», - дейді Lu-SEE жобасының менеджері Слосар. Және ешкім Айдың арғы жағынан келетін ғарыштық радиосигналдарды бақылаған жоқ.
Ең үлкен қауіп Ай ортасы болады. Микрометеориттің, оқ сияқты, роботты өлімге әкелетін жарақат алу қаупі аз. Ал «температураның ауытқуы қорқынышты түрде үлкен», - дейді Слосар, ай күнінен ай түніне дейін жүздеген градустан нөлден төмен жүздеген градусқа дейін өзгереді. Lu-SEE Night қатып қалудың немесе қызып кетудің алдын алу үшін радиаторлармен және ішкі жылыту жүйелерімен жабдықталған. Бірақ олардың жұмыс істейтінін ешкім нақты білмейді.
«Егер біз бірінші түннен аман қалсақ, тағы да көп нәрсеге аман қаламыз», - дейді Слосар. Идеал жағдайда миниатюралық радиотелескоп шамамен 18 ай жұмыс істер еді.
Lu-SEE Night ғарыш кемесі осы жылдың соңында Firefly Aerospace компаниясының коммерциялық қону аппаратымен Айға ұшырылады деп жоспарлануда. Дүние жүзіндегі радиоастрономдар бұл жобаны мұқият бақылайтын болады. Егер ол сәтті болса, одан да ауқымды нәрсеге қол жеткізу мүмкіндігі әлдеқайда айқын болады.
(Ай суын зымыран отынына қалай айналдыруға болады.)
Өздігінен жиналатын Ай қорғаушысы
Ғалымдар Ай радиотелескоптарына арналған бірқатар идеяларды ұсынды. Сайып келгенде, адам осы алыс радиосигналдарды «ести» алатындай үлкен болуы керек — бұл LCRT Айдың шатқалмен жабылған жер бедерін пайдалану арқылы қамтамасыз ететін нәрсе.
Телескопты құрастыру міндеті роботтар отбасына жүктеледі: қону аппараты Айдың көптеген соққы кратерлерінің бірінің ортасына шағылыстырғыш панельдермен безендірілген ойыс сым торлы құрылымды жеткізеді. Бұл панельдер аспаннан келетін радиотолқындарды кратер түбінің үстінде ілінген қабылдағышқа шағылыстырады. Бірнеше қосымша роверлер сымды кратер жиегіне көтеріп, оны қатайтады, торды да, қабылдағышты да көтереді. Кратер телескопты аспаннан шықпайтын кез келген радиотолқындардан, соның ішінде Ай бетінен өтіп үлгерген күн радиотолқындарынан қорғайды.
Кем дегенде, бұл LCRT-дің бастапқы идеясы еді. Бірақ Бандьопадхьяйдың кейбір алаңдаушылықтары болды. Бұл тапсырманы орындау үшін бірнеше роботты пайдалану, егер біреуі істен шықса, телескоп толық болмайтынын білдірді. Сонымен қатар, бұл өте баяу процесс болар еді, бұл роботтардың бірнеше қауіпті күндізгі-түнгі циклдардан өтуін талап етуі мүмкін, бұл олардың өліміне әкелуі мүмкін.
Bandyopadhyay телескоптың қайта қаралған жобаларымен National Geographic басылымымен бөлісті. LCRT командасы роботтар паркін бір дронға дейін қысқартты. Бір дрон диаметрі 4300 фут болатын үлкен соққы кратерінің ортасына қонады, бұл LCRT-ге әсерлі өлшем беруге жеткілікті, бірақ өзін-өзі жинауға кедергі келтіретіндей үлкен емес - және бекітілген арқандарды бірнеше бағытта босатады. Олардың зәкірлері кратер жиегіне бекітілгеннен кейін, қозғалтқыштар оларды тартып, радиоқабылдағышты қону құрылғысының үстінен көтереді.
Бұл операция кезінде аспаннан келетін радио толқындарын қабылдағышқа шоғырландыруға арналған 1150 фут ұзындықтағы радио шағылыстырғыш гүл сияқты жұлдыз тәрізді құрылымға айналады. «Біз оригамиден кейбір идеяларды алдық», - дейді Бандьопадхьяй.
LCRT-дің бұл нұсқасы тек талғампаз ғана емес, сонымен қатар прагматикалық та. Бір роботты пайдалану ықтимал ақаулық нүктелерін азайтады, бұл миссияның жалпы құнын төмендетеді. Телескопты ауада іліп қою сонымен қатар ай бетіне орнатылған басқа құрылымдарға әсер етуі мүмкін электр зарядталған ай шаңының кедергісін болдырмайды. Сонымен қатар, бар құрылымды (кратерді) пайдалану жылдам жинауды жеңілдетеді және қажетсіз радиотолқын көздерінен (мысалы, Күн) қорғауды қамтамасыз етеді.
Барлық ресурстарын бір LCRT робототехникалық жобасына инвестициялау ғарышты зерттеудегі біршама қауіпті қадам болар еді. Дегенмен, оны NASA-ның инновациялық озық тұжырымдамалар бағдарламасы және астрофизика зерттеулері мен талдау бағдарламасы қолдайды, бұл басшылықтың оны перспективалы деп санайтынын көрсетеді.
(Әркім айдың бір бөлігін алғысы келеді. Не дұрыс болмай қалуы мүмкін?)
Қазіргі уақытта LCRT командасы қайсысы ең тиімді болатынын анықтау үшін әртүрлі бекіту түрлерін сынақтан өткізуде. Инженерлер телескоптың масштабты модельдерін оның оригами құрылымы радиотолқындарды тиімді түрде түсіре алатынын тексеру үшін де пайдалануда. Идеал жағдайда, олар ақырында Жерде мүмкін емес жолдармен олардың жұмысын тексеру үшін кейбір прототиптік компоненттерді Айға жібергісі келеді.
Мүмкін, Айдың арғы жағында пайда болатын радиотелескоп LCRT емес, басқа миссия нұсқаларының бірі болуы мүмкін. Мысалы, Бандьопадхьяй бұл нәтижеге аса ренжімейді: егер жоғарыда біреу тыңдап отырса — ғарыштық қараңғы ғасырлардан келген жерден тыс хабарлар мен елес сыбырларын — ол қуанады.
«Ең бастысы - ғылым, ол адамзатқа біз бұрын-соңды көрмеген Әлемнің бір бөлігіне қол жеткізуге мүмкіндік береді», - дейді ол.