«Дарвин» в космосе: Заторможенный свет
Миссия Darwin, которую разрабатывает Европейское космическое агентство ESA, предназначена для обнаружения экзосолнечных планет и поиска в их атмосферах соединений, свидетельствующих о присутствии жизни. Спутники миссии будут действовать по принципу единого орбитального инструмента: свет, собранный несколькими телескопами, будет пересылаться на центральный аппарат для совмещения в единое изображение и последующей отправки данных на Землю. Группа небольших спутников будет работать как единый космический интерферометр — используя несколько небольших обсерваторий с диаметром зеркал всего около 3 м, можно получить разрешающую способность, соответствующую зеркалу с апертурой от десятков до сотен метров (в зависимости от текущего расстояния между отдельными аппаратами группы).
Главной технической проблемой, которую необходимо решить для успешного поиска жизни в других звездных системах, является выделение света, отраженного планетой, на фоне неизмеримо более мощного излучения материнской звезды. Для этой цели телескопы миссии Darwin будут использовать обнуляющую интерферометрию — хитрую технологию, позволяющую скомпенсировать яркий свет звезды.
Обычная интерферометрия использует сложение максимумов амплитуды световых волн для усиления, а при обнуляющей максимумы складываются с минимумами, что практически полностью может гасить яркие источники (в данном случае звезду). Более тусклые (планеты) при этом видны, потому что свет от них проходит другой путь до оптической системы телескопа.
Для интерферометрии в телескопах «Дарвина» используются световодные линии оптической задержки (Optical Delay Line, ODL). Совместно с апохроматическими (независимыми от длины волны света) фазовращателями (устройствами смещения фазы) тщательный подбор временных задержек, выставленных на спутниках группы, поможет отфильтровать значительную часть излучения звезды, практически не затрагивая при этом свет, отраженный от ее планет.
Прототип системы уже создан и испытан. Регулирующее поток света зеркало подвешено внутри устройства с помощью электромагнитов: «левитация» позволяет полностью избавиться от трения, мешающего тонкой регулировке наклона отражающей поверхности. Устройство спроектировано в расчете на работу внутри криогенной установки, при температуре около 30 градусов выше абсолютного нуля. Это позволит избавиться и от температурных помех, вызванных нагревом спутника под действием солнечного тепла. В итоге достигается точность, вполне достаточная для наблюдений в близком инфракрасном диапазоне и, возможно, для обнаружения признаков жизни на удаленных от нас планетах.
Читайте также о создаваемой Россией группировке орбитальных обсерваторий «Спектр»: «Наша альтернатива».
По информации ESA