Оптика телескопа «Евклид», ищущего темную материю, начала замерзать в 1 500 000 км от Земли
© Фото: ESA
Космический телескоп «Евклид», миссию которого готовили 15 лет и на которую потратили 1,5 млрд долларов, запущен в июле прошлого года, а первые снимки передал осенью. Он создан для того, чтобы исследовать темную материю, из которой состоит 95% нашего космоса и природу которой мы не пока не понимаем.
И вот сейчас, спустя несколько месяцев, ученые стали замечать, что четкость съемки телескопа снижается. Это связывают с оледенением приборов, и команда миссии ищет способ дистанционно избавиться от налета. О проблеме сообщает Европейское космическое агентство.
«Эксперты по научным операциям заметили небольшое, но постоянное снижение количества света, улавливаемого от наблюдаемых звезд. Несколько слоев водяного льда (толщиной с нить ДНК) начинают влиять на зрение «Евклида». Это обычно для космических кораблей в ледяном космосе, но может стать проблемой для данной весьма деликатной миссии, требующей очень высокой точности для исследования природы темной Вселенной», — говорится в сообщении.
Специалисты понимают, откуда взялся ледяной налет. С ним сталкивались и другие аппараты, когда попадали в космос: вакуум выталкивает из элементов прибора воду, поглощенную из воздуха во время сборки на Земле. Эти молекулы переходят в состояние льда и прилипают к первой попавшейся на пути поверхности — в данном случае к «Евклиду».
Естественно, ученые заранее подготовились к тому, чтобы не допустить замерзания оптики. Вскоре после запуска была проведена процедура, чтобы избавиться от молекул воды: телескоп прогрелся от бортовых обогревателей, а также под воздействием Солнца — это должно было избавить его от нежелательного «балласта». Но из-за многослойной изоляции аппарата удалить всю воду не получилось. И теперь она медленно высвобождается в космическом вакууме.
При этом «Евклид» находится во второй солнечно-земной точке Лагранжа, на расстоянии примерно 1,5 млн км от Земли на противоположной стороне Солнца. Это удобно и с точки зрения качества наблюдений, и из-за стабильности этой орбиты, благодаря которой аппараты расходуют минимум топлива. Но подлететь и отремонтировать телескопа, как это делали несколько раз с «Хабблом», не получится.
Пока работа «Евклида» продолжается с пятнами льда на оптике. Ученые смогли выяснить, на какие места на снимках они влияют, и понять толщину: от нескольких нанометров до нескольких десятков нанометров. Разработан подход, который помогает смягчить воздействие помех на снимки.
Оборудование на борту «Евклида» позволяет прогреть его. И это уже было сделано: с -140 °C температуру поднимали до «мягких» -3 °C. Но это не только очищает оптику, но и, как мы помним из физики, приводит к расширению материалов. И нет гарантии, что после нагрева все элементы вернутся в свои расчетные размеры и не сместятся с положенного места. В результате, разморозив объектив, можно надолго заморозить всю миссию, потому что калибровка до необходимой точности съемки займет недели.
«Чтобы выполнить научные цели, поставленные перед «Евклидом», и создать трехмерную карту Вселенной путем наблюдения за миллиардами галактик на расстоянии до 10 миллиардов световых лет на более чем трети небосклона, мы должны обеспечить невероятную стабильность работы – и это включает в себя и температурный режим. Поэтому включение нагревателей в модуле полезной нагрузки должно осуществляться с особой осторожностью», — поясняет руководитель полета Андреас Рудольф.
Более того, нагрев всего аппарата не может быть решением проблемы, потому что молекулы воды, как считают ученые, будут выделяться на протяжении всей миссии. А значит, нужен менее радикальный способ, которым при необходимости удастся пользоваться много раз.
Сейчас ученые планируют нагревать «Евклид» по частям, каждый раз анализируя, какое количества света улавливается оптикой — и когда показатели вернутся к первоначальным значениям, удастся локализовать место образования льда. Специалисты надеются, что молекулы замерзшей воды будут оседать примерно в одном и том же месте, а значит при повторном изменении количества улавливаемого света будет достаточно просто нагреть этот элемент вновь.
Астрофизики проследили нити темной материи, из которой состоит «космическая паутина»
