ЕСМОТРЯ на многообещающую перспективу, связанную с запуском этих четырех космических обсерваторий, мы думаем, что они, по-видимому, будут последними крупными астрономическими приборами, выведенными на околоземные орбиты. На низких высотах (примерно 500-600 км над Землей), где располагаются орбиты большинства астроно-мических спутников, размещение телескопов наталкивается на ряд серьезных проблем.
 Во-первых, пространство здесь загрязнено, и количество находящихся на орбитах остатков запускаемых с Земли космических аппаратов растет с каждым годом. Большая часть этих остатков включает объекты микронного размера, имеющие большую скорость; они представляют серьезную опасность для телескопов, поскольку могут повредить их оптические системы и приборы.
Во-вторых, на этих высотах еще присутствует значительное количество пыли и газа. Пыль рассеивает свет и создает фоновое инфракрасное излучение, которое может перекрывать слабое излучение, исходящее от удаленных инфракрасных источников. Движение спутников с большими орбитальными скоростями возбуждает атомы в разреженных верхних слоях атмосферы, создавая эмиссионные линии в оптическом диапазоне, которые препятствуют астроно-мическим наблюдениям или вносят большие искажения в результаты этих наблюдений.
ТЕЛЕСКОПЫ конструктивно будут приспособлены для работы в специфических лунных условиях. Специальные купола будут защищать уязвимые поверхности научной аппаратуры, как, например, зеркала телескопов миллиметрового диапазона, от потока метеоритов (а). Размещенный на Луне радиотелескоп, работающий в комплексе с таким же телескопом на Земле, будет иметь разрешающую способность антенны размером в поперечнике 400 000 км (Ь). По мнению авторов, на Луне можно будет построить систему, объединяющую 42 оптических телескопа и имеющую базу 10 км; сигналы, принимаемые ими, можно будет передавать и обрабатывать на центральном процессоре (с). Предлагаемый 16-метровый телескоп включает в себя зеркало, собранное из отдельных сегментов, и конструктивно простое основание; такая конструкция телескопа значительно упростит его сборку на Луне. Передвижной навес защитит оптические поверхности телескопа (d).
|
В-третьих, оказываемое атмосферой сопро-тивление заставляет спутники на околоземных орбитах вращаться по спирали и постепенно приближаться к земной поверхности. Действие этого фактора усиливается в периоды высокой солнечной активности, когда повышенная интенсивность солнечного ультрафиолетового излучения "раздувает" верхние слои атмосферы. На основании данных об уровнях интенсивности солнечной активности НАСА недавно приняло решение об увеличении ранее запланированной высоты орбиты космического телескопа "Хаббл".
В-четвертых, сама Земля представляет собой главный источник излучения, препятствующий астрономическим наблюдениям. Отражаемый ее поверхностью свет может в виде рассеянного излучения попадать в оптическую систему телескопа и ухудшать качество наблюдений. Кроме того, магнитное поле Земли создает низкочастотный радиошум, который намного превосходит интенсивность излучения внеземных
источников в этом диапазоне. В результате обсерваториям на низких орбитах будет нелегко обнаруживать и получать изображения источников
низкочастотного радиоизлучения в диапазоне волн длиной несколько километров, единственном участке спектра электромагнитных колебаний, в котором астрономы до сих пор не вели наблюдений. Наконец, спутники на орбитах, близких к Земле, испытывают быстрые изменения температуры и силы земного притяжения, что ограничивает размер (а стало быть, разрешающую способность и чувствительность) телескопов, которые могут быть выведены на такие орбиты. Эти изменения деформируют зеркала и параболические радиоантенны, затрудняя тем самым получение качественных изображений и
вызывая непродуктивные затраты драгоценного времени наблюдения на стаби-лизацию прибора. Для исключения температурных деформаций конструкций телескопов приходится предусматривать различные маски и солнечные экраны.
Существенные улучшения в следующем поколении космических обсерваторий потребуют более удобного их размещения, откуда можно будет вести астрономические наблюдения. Одно из решений этой проблемы заключается в запуске обсерваторий-спутников на более высокие геостационарные орбиты (где один оборот вокруг Земли совершается за 24 ч) на высоту около 37 тыс. км. Альтернативный подход - размещение приборов на поверхности Луны (которая удалена от Земли на 384 тыс. км).
Транспортные расходы возрастают с увеличением расстояния от Земли, но скорость этого роста снижается с расстоянием: на вывод космического аппарата на геостационарную орбиту расходуется в 2,6 раза больше горючего, чем на вывод спутника на низкую околоземную орбиту, а для полета на Луну горючего потребуется всего на 50% больше, чем для вывода на геостационарную орбиту. Определяющим в таких условиях становится тот факт, что условия для астрономических наблюдений с расстоянием значительно улучшаются; положение Луны в этом смысле является оптимальным.
Дальше >>
|