FOCAL (космический корабль) - FOCAL (spacecraft)

Быстро уходящая циклопическая астрономическая линза (ФОКУСНЫЙ) предлагается космический телескоп который использовал бы солнце как гравитационная линза. Эффект гравитационной линзы был впервые получен Эйнштейн,[1] а концепция полета к солнечной гравитационной линзе была впервые предложена профессором Фон Эшлеман,[2] и далее проанализирован итальянским астрономом Клаудио Макконе[3] и другие.[4]

Чтобы использовать Солнце в качестве гравитационной линзы, необходимо направить телескоп на минимальное расстояние 550 астрономические единицы вдали от Солнца,[3]:4–7 возможность очень высокого усиления сигнала: например, на длине волны 203 ГГц усиление 1,3 · 1015.[5] Макконе предполагает, что этого должно быть достаточно для получения детальных изображений поверхностей внесолнечные планеты.[6]

Другое использование миссии

Даже без использования Солнца в качестве линзы FOCAL мог выполнять различные измерения, которые иначе были бы невозможны: телескоп можно было использовать для измерения расстояний до звезд с помощью параллакс, который, используя базовую линию 550 а.е., измерил бы точное положение каждой звезды в Млечный Путь,[3]:18 возможность дальнейших научных открытий.[3]:18–22 Он также мог бы изучить межзвездная среда,[3]:22 то гелиосфера,[3]:27 наблюдать гравитационные волны,[3]:25 проверьте возможные варианты гравитационная постоянная,[3]:25 соблюдать космический инфракрасный фон,[3]:26 охарактеризовать межпланетная пыль в пределах Солнечная система,[3]:27–28 точнее измерить массу Солнечной системы[3]:26 и тому подобное.

Ограничения

FOCAL не требует никаких несуществующих технологий; однако у него есть различные ограничения. Космический полет такой продолжительности и расстояния никогда не предпринимался; для сравнения Вояджер 1 и Вояджер 2 зонды находятся на расстоянии 147 AU и 122 AU в 2019 году.[7] Гравитационная линза изгибает объекты позади себя, так что изображения с телескопа будет трудно интерпретировать.[5] FOCAL сможет наблюдать только те объекты, которые находятся прямо за Солнцем с его точки зрения, а это означает, что для каждого наблюдаемого объекта необходимо будет создать новый телескоп.[3]:33[5]

Критика технологии телескопа с гравитационной линзой была дана Лэндисом.[8] Некоторые из проблем, на которые указывает Лэндис, включают обсуждение интерференции солнечной короны, которая ухудшает отношение сигнал / шум телескопа, большое увеличение цели, что затрудняет проектирование фокальной плоскости миссии, и анализ присущего сферическая аберрация линзы ограничит возможное разрешение.

Рекомендации

  1. ^ Эйнштейн, Альберт (1936). «Линзовидное действие звезды при отклонении света в гравитационном поле». Наука. 84 (2188): 506–507. Bibcode:1936Sci .... 84..506E. Дои:10.1126 / science.84.2188.506. PMID  17769014.
  2. ^ Эшлеман В. Р. (1979). "Гравитационная линза Солнца: ее потенциал для наблюдений и связи на межзвездных расстояниях". Наука. 205 (4411): 1133–1135. Дои:10.1126 / science.205.4411.1133. ISSN  0036-8075.
  3. ^ а б c d е ж грамм час я j k л Макконе, Клаудио (2009-06-09). Полеты в глубокий космос и связь: использование Солнца как гравитационной линзы. Берлин: Springer Science & Business Media. ISBN  9783540729426. Получено 2015-01-18.
  4. ^ Турышев С.Г., Андерссон Б.Г., «Миссия 550 AU: критическое обсуждение», Пн. Нет. R. Astron. Soc. 341. С. 577–582 (2003).
  5. ^ а б c Чорост, Михаил (26.06.2013). "Телескоп на семьдесят миллиардов миль". Житель Нью-Йорка.
  6. ^ Вильярд, Рэй (10 января 2011). «Использование Солнца как увеличительного стекла». Архивировано из оригинал в 2014-05-19.
  7. ^ Самые далекие космические аппараты.
  8. ^ Лэндис, Джеффри А., «Миссия к гравитационному фокусу Солнца: критический анализ», статья AIAA-2017-1679, Научно-технический форум и выставка AIAA 2017, Грейпвайн, Техас, 9–13 января 2017 г. Препринт на arXiv.org (по состоянию на 24 декабря 2016 г.).

внешняя ссылка