Рой спутников как замена больших орбитальных телескопов



    Космические телескопы имеют огромную важность для науки, они позволяют получать информацию, которую иными средствами никак не получить. Но их разработка — весьма сложный и трудозатратный процесс. Если что-то пойдет не так, вся работа может оказаться напрасной. Проблемы с орбитальными телескопами возникают постоянно — от «Хаббла» до «Джеймса Уэбба».

    В последнем случае запуск системы откладывался несколько раз, поскольку команда разработчиков не может запустить на орбиту телескоп, в работе которого есть даже малейшие неточности и погрешности. Скорее всего, «Уэбб» все же будет запущен, но создание его — крайне сложный процесс. Сделать что-то еще более масштабное — почти непосильная задача. Но выход есть.

    Ученые из университета имени Бен-Гуриона (Израиль) предлагают изменить подход при создании орбитальных телескопов. Возможно, эти системы не нужно делать единым монолитом (в случае «Джеймса Уэбба» это именно монолит, хотя и составной). Вместо этого можно запустить целый рой спутников, которые будут получать множество изображений. Их станут обрабатывать при помощи мощного компьютера, синтезируя огромные качественные снимки.

    Примером может служить система из трех спутников. Два синхронно движутся по определенной орбите, получая снимки в равные промежутки времени. Далее полученная информация отправляется на третий спутник, который все это объединяет. Получается, что два спутника создают фотографии синтетической апертуры, а третий все это обрабатывает. В итоге получаемые снимки превосходят по качеству (вернее, могут превосходить) фотографии, получаемые монолитными системами.



    Израильские разработчики утверждают, что для работы такой системы не нужны сверхсложные зеркала, можно обойтись относительно простыми линзами. Система из нескольких спутников может создавать изображения, которые равны по качеству тем фотографиям, что можно получить лишь при помощи телескопа, оснащенного гораздо большим по размеру зеркалом. При этом выход из строя одного спутника не смертельная для проекта проблема.

    Небольшой спутник можно заменить. А вот если в космосе возникнут проблемы у гиганта вроде «Джеймса Уэбба», то, скорее всего, исправить это никто не сможет. Кроме того, стоимость создания синхронных систем из большого количества спутников гораздо ниже стоимости создания монолитного орбитального телескопа.

    Правда, есть одна проблема. Дело в том, что космические телескопы должны проводить измерения необычайной степени точности. Стороннее движение в долю миллиметра может свести на нет результаты продолжительной работы. Если система состоит из нескольких спутников, то добиться точности несколько сложнее, чем в случае работы «монолита». Но все же можно.

    В пространстве телескопы ориентируются по «маякам», чаще всего это яркие звезды. Иногда используются и лазерные лучи, но не слишком часто, это скорее исключение. У этих методов есть достоинства и недостатки, причем их довольно много. Ученые из MIT уверены, что все это можно решить при помощи запуска в определенные точки пространства вокруг Земли специальных спутников, которые будут служить маячками для более крупных систем. Они станут лазерными указателями, формируя навигационную систему, которую можно будет использовать для решения широкого спектра задач.

    Спутники смогут обеспечивать свет, характеристики которого не будут слишком сильно изменяться с течением времени. Кроме того, спутник будет передавать в общую систему свои характеристики, включая положение в пространстве, так что при помощи этих данных можно будет добиться высокой точности измерений составного орбитального телескопа.

    Обе технологии находятся в зачаточном состоянии. Но если теория окажется правильной и все будет работать на практике (узнать это можно будет лишь через несколько лет), то целые рои небольших спутников будут отправлены в околоземное космическое пространство, где станут выполнять роль наблюдателей за «внешним миром». Это станет прорывом в современной астрономии. Конечно, здесь слишком много «если», но хотелось бы надеяться, что идея практически реализуема.
    Поделиться публикацией

    Комментарии 13

      0
      В принципе, если этот проект «взлетит», то на его основе наверно можно будет сделать и синтетическую апертуру (как минимум, позиции относительно друг друга они будут знать очень точно).
        +2
        «Израильские разработчики» такие «израильские» —
        Ангика Бульбуль image
        Ананд Ваджаякумар image
          0
          Бульбуль очень даже распространенное слово на Иврите, которое имеет даже не одно значение ;)
          www.researchgate.net/profile/Angika_Bulbul3
          Кроме того с таким подходом очень мало исследований которые производятся в США попадают под определение, Американские исследователи? ;)
            0
            Бюльбю́левые русское название бюльбюль может происходить от арабского (بلبل), персидского (بلبل) или от турецкого (bülbül). В поэзии этих стран бюльбюль часто фигурирует как певчая птица (хотя слово بلبل (bülbül) на русский принято переводить как «соловей»).
            Бюльбюль-оглы — слушали знаем, но отношение к Израилю довольно опосредованное.

            А Дуров чей разрабочик, американский или российский?
              0
              Бульбуль обычно обозначает хер, раз уж вам любопытен иврит. Можете проверить словарем ирис я вам даже его напишу בולבול ну и птицу тоже обозначает.
          0
          При приеме на маленькое зеркало соотношение сигнал-шум будет заведомо хуже, и затем восстановить незашумленное изображение, имея несколько зашумленных, будет затруднительно, если вообще возможно.
            0
            Товарищи просто предлагают сделать фазированную антенную решетку, этой идее лет 70 и она воплощена во многих радиотелескопах на Земле, а сейчас появилась возможность сделать то же самое, но в космосе:
            1. Достаточно точное время;
            2. Достаточно точные координаты;
            3. Достаточные вычислительные мощности, которые могут посчитать «картинку», взяв измерения со всех спутников, сделанные в единый момент времени, с учетом координат каждого спутника.
            На первый взгляд технически вполне реализуемо, для дальнейших разработок требуется оценка точности с учетом джиттера времени и координат.
              +4
              С радиотелескопами проще, там длина волны большая.
              И тут «достаточно» уже не будет хватать. Нужны атомные часы на каждом спутнике, нужно знать мгновенную скорость в каждый период времени отсчёта.
              Было бы так просто, аналоги Радиоастрона и Милимитрона висели бы пачками.
              Кстати, ради тренировки и наработки практики организовать по паре штук того и другого, можно было бы.
                0
                Ну это конечно отлично, но эту задачу с высокой точностью разве не решили успешно когда измеряли гравитационные аномалии земли? Да и с грубой точностью уже давно в системах спутниковой навигации используется.
                  +1

                  Требования к точности растут с расстоянием интереса.

            0
            Ну вот например гравитационную карту Луны так и делали с помощью трёх микроспутников которые держали связь посредством лазеров. Так что такие проблемы вроде бы решаются. Подобные проблемы решались при создании гравитационных детекторов (там тоже требуется очень точная установка датчиков с соблюдением относительных расстояний)
              +1

              Ну, таки луну в окно видать, тут точность не велика, чего не скажешь про оптический диапазон и удалённые объекты...

              +2

              Тут много нюансов, начиная от того про какой диапазон мы говорим, и заканчивая классом спутника и его расчётным ресурсом, а в конечном итоге ценником…
              Если говорить про оптику, то дело дрянь, если про радио, то скорее всего тоже, ведь гиганские отражатели антен, это главным образом сигнал/шум синтезировать который никак не получится…

              Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

              Самое читаемое