Chiny otworzą nowe okno na wszechświat. Teleskop poleci na Księżyc

O budowie teleskopu na powierzchni Księżyca mówi się od wielu lat. Futurystyczne plany mówią nawet o budowie gigantycznej czaszy radioteleskopu w niecce jednego z kraterów znajdujących się na niewidocznej z Ziemi stronie Księżyca. Póki co jednak nie posiadamy żadnej technologii niezbędnej do budowy jakichkolwiek konstrukcji na powierzchni Księżyca, ba, nawet wykonanie prostego załogowego lądowania na Księżycu wymaga ponad dekady przygotowań i nakładów rzędu dziesiątków miliardów dolarów. Jak na razie możemy zapomnieć o budowie dużego teleskopu na Księżycu.
Chiny otworzą nowe okno na wszechświat. Teleskop poleci na Księżyc

Sama idea jest jednak bardzo interesująca. Jakby nie patrzeć, z Ziemi nie jesteśmy w stanie obserwować najdłuższych fal radiowych o długości wyższej niż 10 metrów. Ziemska atmosfera po prostu nie przepuszcza promieniowania w tym zakresie. Wszelkie instrumenty, które miałyby się zająć takimi obserwacjami trzeba zatem umieścić poza ziemską atmosferą, gdzieś w przestrzeni kosmicznej. Problem jednak w tym, że z samej Ziemi ucieka mnóstwo promieniowania radiowego, które może skutecznie zagłuszać delikatne sygnały z najdalszych rejonów wszechświata. Co więcej, jeszcze większym źródłem promieniowania radiowego jest samo Słońce, które tylko dodaje sporo od siebie do szumu w przestrzeni kosmicznej.

Czytaj także: Musimy zbudować radioteleskop na Księżycu. Nie ma lepszego miejsca w Układzie Słonecznym

Tak naprawdę w całym Układzie Słonecznym jest tylko jedno miejsce, w którym promieniowanie radiowe z Ziemi i ze Słońca po prostu nie istnieje. Tym miejscem jest niewidoczna z Ziemi strona Księżyca. Z uwagi na to, że Księżyc zawsze zwrócony jest tą samą stroną do Ziemi, to promieniowania emitowane przez Ziemię nigdy nie dociera na niewidoczną stroną Srebrnego Globu. Przez trwającą dwa tygodnie część orbity Księżyca wokół Ziemi, z niewidocznej strony Księżyca nie widać także Słońca. Wtedy jest to radiowo najcichsze miejsce w naszym układzie planetarnym. Nic zatem dziwnego, że astronomowie bezustannie zastanawiają się czego mogliby się dowiedzieć, gdyby udało im się jednak postawić tam radioteleskop. Wiadomo chociażby, że po raz pierwszy w historii naukowcy mogliby zajrzeć w Wieki Ciemne wszechświata, czyli okres pierwszych kilkuset milionów lat po Wielkim Wybuchu, kiedy to wszechświat wypełniony był nieprzezroczystą mgłą składającą się z atomów wodoru. Nawet gdy pojawiły się pierwsze gwiazdy, to emitowane przez nie światło nie mogło przeniknąć tejże mgły. Atomy wodoru emitują fale elektromagnetyczne o długości 21 cm. Kiedy jednak chcemy dostrzec wodór z początków wszechświata, musimy uwzględnić, że na przestrzeni całej historii wszechświata przemierzając drogę do nas, fale te uległy rozciągnięciu wskutek przesunięcia ku czerwieni. Ów wodór z początków wszechświata obecnie byłby widoczny właśnie na długich falach radiowych, których jak na razie nie jesteśmy w stanie obserwować.

Czytaj także: Teleskop po ciemnej stronie Księżyca. Dzięki niemu mamy zobaczyć najstarsze gwiazdy

I tutaj pojawia się teleskop Hongmeng

Co jednak można zrobić obecnie, aby obserwować wszechświat w zakresie radiowym z niewidocznej strony Księżyca, kiedy nie mamy możliwości budowania teleskopu na powierzchni. Chińscy inżynierowie wpadli na zaskakująco proste rozwiązanie tego problemu.

Według przedstawionego niedawno pomysłu Chiny planują umieścić niewielką konstelację satelitów na orbicie wokół Księżyca. Konstelacja składałaby się ze statku matki oraz ośmiu dodatkowych satelitów, które będą odpowiadały za obserwacje i przesyłanie danych obserwacyjnych do statku matki, który będzie przesyłał dane na Ziemię.

Pomysł wydaje się fantastyczny. O ile bowiem nie mamy jak na razie możliwości budowy radioteleskopu na Księżycu, to umieszczenie satelity, czy nawet całej konstelacji na orbicie wokół Księżyca nie powinno nastręczać żadnych problemów. Znika bowiem problem lądowania i rozkładania teleskopu. Co więcej, teleskop na powierzchni Księżyca, podczas każdej nocy księżycowej musiałby posiadać zapas energii elektrycznej na kolejnych czternaście dni. Tymczasem satelity okrążające Księżyc w ciągu zaledwie dwu godzin poradzą sobie doskonale z panelami słonecznymi, które zapewnią im energię na te kilkadziesiąt minut, gdy Księżyc przesłoni im Słońce.

Co więcej, rozdzielczość teleskopu obserwującego wszechświat w zakresie radiowym zależy bezpośrednio od rozmiarów teleskopu. O ile czasza znajdująca się na powierzchni Księżyca mogłaby mieć kilkadziesiąt metrów średnicy, o tyle konstelacja satelitów może stworzyć odpowiednik radioteleskopu o średnicy tarczy Księżyca.

To wcale nie jest nowy pomysł

Chiny myślały o takiej konstelacji już od dłuższego czasu. W 2019 roku, kiedy w stronę Księżyca zmierzała misja Chang’e 4, na pokładzie rakiety znalazły się także dwa mikrosatelity Longijang 1 oraz 2. Ich zadaniem było przetestowanie koncepcji misji. Choć Longijang 1 uległ awarii podczas wejścia na orbitę wokół Księżyca, to jego partner był w stanie dostarczyć na Ziemię wyniki swoich badań. Satelita wykazał jednoznacznie, że gdy chowa się w cieniu Księżyca znajduje się w naprawdę cichym radiowo miejscu, gdy wychodzi z cienia z kolei ponownie zalewany jest głośnym szumem radiowym z Ziemi i Słońca.

Wstępne informacje wskazują, że konstelacja Hongmeng może znaleźć się na orbicie wokół Srebrnego Globu już w 2026 roku.

Więcej:księżyc