Słońce jako gigantyczny teleskop. To będzie możliwe już za 50 lat
Astronomowie z pewnością chcieliby mieć teleskop, który pozwoliłby nie tylko zobaczyć egzoplanety jako punkty, ale także pozwoliłby zobaczyć, co znajduje się na ich powierzchni. Aby tego dokonać, jako teleskopu trzeba użyć... Słońca. Musimy na to poczekać kilka dekad.
W najnowszym artykule naukowym opublikowanym przez naukowców z Laboratorium Napędu Odrzutowego (JPL) przedstawiono szczegóły misji, której celem mogłoby być wykorzystanie Słońca jako soczewki grawitacyjnej do obserwacji odległych obiektów kosmicznych. Cały pomysł opiera się na teorii Einsteina, według której masa dużych ciał niebieskich zakrzywia czasoprzestrzeń, prowadząc do efektu soczewkowania i wzmacniania światła docierającego z odległych obiektów.
Słoneczna soczewka grawitacyjna umożliwiłaby obserwację powierzchni egzoplanet z nieporównywalnie większą precyzją niż jakikolwiek obecnie istniejący teleskop. Pomysł nie jest nowy – już w 1979 r. Von Russel Eshleman sugerował, że umieszczenie sondy w odpowiednim punkcie za Słońcem może pozwolić na przechwytywanie i wzmacnianie światła docierającego z bardzo odległych miejsc we wszechświecie.
Aby osiągnąć punkt działania soczewki grawitacyjnej Słońca, taka sonda musiałaby oddalić się od gwiazdy na odległość ok. 650–900 jednostek astronomicznych (AU). To sporo. Wystarczy tutaj wspomnieć, że aktualnie najdalszy obiekt wystrzelony z Ziemi, sonda Voyager 1, znajduje się około 170 AU od Słońca po niemal 50 latach podróży. Nowa misja musiałaby znacznie skrócić ten czas dzięki przełomowym napędom.
Z analiz przeprowadzonych przez autora opracowania wynika, że tradycyjne napędy chemiczne nie są w stanie dostarczyć ładunku do właściwego miejsca w odpowiednim czasie. Uczeni rozważają więc dwa rozwiązania: żagle słoneczne oraz napęd jądrowy (nuclear electric propulsion – NEP). Żagle słoneczne, choć bardziej rozwinięte technologicznie, pozwoliłyby najpierw dotrzeć w pobliże Słońca (na odległość zaledwie 0,04-0,08 AU) i wykorzystać jego grawitację do przyspieszenia, umożliwiając dotarcie na odpowiednią odległość w czasie od 25 do 40 lat.
Napęd jądrowy mógłby przewieźć większy ładunek i umożliwić precyzyjne manewrowanie po dotarciu do celu. Połączenie NEP z napędem termojądrowym skraca czas misji do około 20 lat. Problem w tym, że obie technologie jednak dopiero są rozwijane – żagle słoneczne były już testowane, ale na ograniczoną skalę.
Start misji zależy od tempa rozwoju wymienionych technologii. Autorzy wskazują, że ewentualny początek projektu w latach 2035–2040 wymaga wcześniejszego potwierdzenia gotowości technicznej do początku lat 30. XX wieku. Dopiero wtedy należy zacząć liczyć trwający trzy, cztery dekady czas podróży do właściwego miejsca, z którego prowadzone będą obserwacje. Nie zmienia to faktu, że NASA rozważa tego typu przedsięwzięcie w ramach swojego programu Innovative Advanced Concepts initiative. Być może za jakiś czas ludzkość pokusi się o realizację takiej misji.
