Цивилизация
Gaia, долгожданная космическая миссия Европейского космического агентства, запущена в космос при помощи российской ракеты «Союз». Запуск состоялся с космодрома Куру во Французской Гвиане.
Миссия, на разработку которой европейские инженеры потратили 13 лет, а налогоплательщики – €700 млн, призвана помочь астрономам в построении трехмерной карты нашей галактики и поиске новых планет. Точное знание о местоположении и движении любых объектов в галактике и за ее пределами лежит в основе изучения большинства их параметров. Зная параллакс звезды – ее смещение на небосводе вследствие годичного движения Земли, – мы можем наиболее точно оценить расстояние до нее. А точное знание расстояния до ближайших звезд задает астрономам надежную шкалу для измерения расстояний и до далеких галактик. Не зная расстояния до объекта, астрономам сложно судить о таких параметрах, как их размер, энерговыделение, яркость и скорость. Измерением положений и скоростей звезд занимается наука астрометрия,
и Gaia – лишь вторая в истории космонавтики астрометрическая миссия.
Первым таким проектом стал запущенный в 1989 году телескоп Hipparcos. Несмотря на то что спутник не удалось вывести на запланированную геостационарную орбиту, наблюдения длились три года, и по измеренным параллаксам был создан обширный каталог Hipparcos, в котором с большой точностью просчитаны координаты 118 тыс. звезд, и каталог Tycho, включающий положение более миллиона звезд с невысокой точностью. Hipparcos не использовал получившие чуть позднее массовое распространение в астрономии ПЗС-матрицы, а наблюдал за звездами при помощи архаичного для сегодняшнего дня фотоэлектронного умножителя, поэтому в каждый момент времени в поле зрения находилась лишь одна звезда.
В отличие от него Gaia имеет в распоряжении целый набор из 106 ПЗС-матриц, которые в сумме дают почти 1 млрд пикселей и образуют фотодетектор площадью 0,5 кв. м –
крупнейший приемник из когда-либо запускавшихся в космос.
Под стать техническим возможностям телескопа и амбиции его создателей. За пять лет работы обсерватории планируется определить точное положение 1 млрд звезд вплоть до 20 звездной величины –
то есть примерно 1% от всех звезд Млечного Пути.
Создатели уверены, что телескоп сможет измерить положение звезд 5–15 звездной величины с точностью до 25 микросекунд дуги или выше. Для самых слабых звезд (15–20 видимой звездной величины) точность будет чуть ниже – 300 угловых микросекунд. Будь телескоп установлен на Земле, он смог бы разглядеть муху на поверхности Луны. Чтобы достичь такой точности, телескоп будет возвращаться к уже отснятым звездам и за пять лет пронаблюдает каждую из них до 70 раз. Помимо этого будут измерены собственные движения звезд и каталогизирована их яркость – от ближнего ультрафиолетового диапазона до инфракрасного.
Все это позволит астрономам создать трехмерную карту Млечного Пути, иллюстрирующую размер галактики, ее форму и кинематику звездного населения.
Чтобы создать необходимые для работы обсерватории условия, ее запустят в уже облюбованное космическими телескопами место, точку Лагранжа (L2) – так называемую точку либрации системы Солнце — Земля, в которой аппарат будет находиться в полутени нашей планеты. Строго говоря, он будет находиться не в самой точке L2, а постоянно кружить вокруг нее по траектории, называемой фигурой Лиссажу.
Преимущества этого места, удаленного от Земли на расстояние 1,5 млн км, уже используют обсерватории WMAP, Planck и Herschel. Заветной точки аппарат достигнет спустя три недели после запуска.
По сути Gaia – это два телескопа, оптические оси которого разнесены на 106,50. По мере вращения спутника вокруг своей оси каждый телескоп будет отсекать узкую полоску небесной сферы. Поэтому медленное смещение оси аппарата позволит в итоге оглядеть все небо, при этом за пять лет работы обсерватория пришлет на Землю больше снимков, чем было сделано телескопом Hubble за 21 год работы.
Вскоре после запуска телескоп раскроет своеобразный зонтик, который, во-первых, защитит обсерваторию от солнечного света и, во-вторых, будет питать приборы, переводя этот свет при помощи солнечных батарей в электричество. При массе менее тонны на борту обсерватории будет находиться почти 400 кг топлива, необходимого для корректировки положения.
Помимо картирования Млечного Пути обсерватория сможет открыть сотни тысяч ранее не известных науке объектов –
таких, как экзопланеты и коричневые карлики (несостоявшиеся звезды), а также наблюдать тысячи астероидов и комет внутри Солнечной системы.
Кроме того, планируется провести наблюдения полумиллиона далеких квазаров и проверить состоятельность Общей теории относительности Эйнштейна, а само уточнение скоростей звезд внутри нашей галактики позволит пролить свет на природу и распределение темной материи – загадочной субстанции, пронизывающей галактику и удерживающей ее звезды.
И хотя как оптическая обсерватория Gaia не сможет подолгу всматриваться в тусклые объекты, скрытые от нашего взора галактической пылью, астрономы уверены, что с ее помощью будет создан самый обширный каталог астрономических объектов, за которым последует немало фундаментальных открытий. «Это будет феноменально. Это все перевернет», — высказался о предстоящей миссии астроном Барри Мэйдор из Обсерватории Карнеги в Пасадене.