Обратно в эру дирижаблей: альтернативный способ запуска космических телескопов и подстраховка на случай, если всё пойдёт не по плану

Космос — это бесконечный простор для исследования и огромный источник данных, которые могут помочь нам понять происхождение и структуру Вселенной. Одним из способов получать эти данные является использование космических телескопов, которые могут наблюдать за различными астрономическими объектами и явлениями, не сталкиваясь с помехами в виде земной атмосферы. Однако запускать телескопы в космос с помощью ракет — это дорогое и рискованное дело. Поэтому ученые придумали альтернативный способ — отправлять телескопы на край космоса с помощью аэростатов.

Аэростаты — это легкие и недорогие аппараты, которые могут подниматься на высоту около 40 километров над поверхностью Земли (а рекорд высоты принадлежит японскому BU60-1, достигшему высоты 53км в мае 2002 года), где атмосфера почти отсутствует. Таким образом, телескопы, установленные на аэростатах, могут получать четкие и качественные изображения космических объектов, не сталкиваясь с помехами от земной атмосферы. Кроме того, аэростаты могут оставаться в воздухе в течение длительного времени, позволяя телескопам собирать огромное количество данных. Например, телескоп superBIT, разработанный международной командой астрофизиков и инженеров, рассчитан на работу до трех месяцев подряд, имея разрешение, сопоставимое с телескопом Хаббл.

Однако у этого метода есть и свои недостатки. Аэростаты и телескопы подвержены различным факторам, которые могут привести к их повреждению или потере. Например, аэростат может пробиться, телескоп может выйти из строя, связь с наземной станцией может быть нарушена и т. д. В таких случаях, данные, собранные телескопом, могут быть утеряны или испорчены. Как же избежать такой ситуации и обеспечить сохранность данных?

Один из возможных вариантов — использовать капсулы для восстановления данных (DRS). Это небольшие устройства, которые могут хранить резервные копии данных, собранных телескопом, и выпускаться с аэростата в случае аварии. Капсулы оснащены своими приемниками спутниковой навигации и системами связи, которые позволяют отслеживать их местоположение. Капсулы также имеют свои парашюты, которые замедляют их падение на землю, где их могут найти и извлечь сотрудники наземной службы.

Такой подход был протестирован в ходе миссии телескопа superBIT, который был запущен на аэростате в апреле 2023 года. Телескоп собирал данные о скоплениях галактик, изучая эффект гравитационного линзирования, связанный с существованием темной материи. Данные передавались на Землю с помощью спутников Starlink и TDRSS NASA. Однако через некоторое время связь с телескопом стала сбоить, и было принято решение спустить его на парашюте. Перед этим были выпущены две из четырех капсул DRS, содержащих резервные копии данных. При этом одна из капсул не работала и осталась на борту, а еще одну решили оставить для эксперимента.

Во время спуска капсулы потеряли связь из-за замерзания батарей, но после приземления батареи прогрелись и связь возобновилась. Исследователи смогли найти и восстановить обе работающие капсулы и извлечь из них данные. Оказалось, что данные не пострадали и соответствовали данным, переданным через спутники. Таким образом, капсулы DRS доказали свою эффективность и надежность в качестве средства сохранения данных с космических телескопов, отправленных на аэростатах.

Этот эксперимент показывает, что аэростаты и капсулы DRS могут быть полезными инструментами для астрономических исследований, которые требуют большого объема и высокого качества данных. Аэростаты позволяют снизить стоимость и обойти массу проблем связанных с запуском телескопов в космос, а капсулы DRS обеспечивают их защиту и сохранность в случае аварии.