Ученые: Спутники размером с ладонь смогут "охотиться" за внеземными цивилизациями

Крошечные спутники могли бы полететь на орбиту и наблюдать за чужими мирами издалека, полагают авторы нового исследования.

2,230-фунтовый (1,052 кг) космический телескоп Кеплера из НАСА обнаружил тысячи потенциальных планет вокруг других звезд. Сейчас некоторые ученые хотят перейти к миниатюризации: они предлагают поиск новых миров с помощью миниатюрных спутников, которые могут поместиться на ладони.

"Мы хотим быть дешевле, чем отправка огромного спутника, чтобы иметь возможность собрать больше данных за меньшее время и за меньшие деньги", — сказал Амир Блейк, студент Говардского университета в Вашингтоне, округа Колумбия.

Блейк со своим советником Аки Роберж, астрофизиком исследовательского центра космических полетов Годдарда НАСА, изучает возможность использования маленького прибора, известного как "кубический спутник" для поиска новой планеты вокруг звезды Beta Pictoris, как уже известно, принявшего по крайней мере один мир — Beta Pictoris b. Он представил результаты в январе на заседании Американского астрономического общества в Киссимми, штат Флорида.

"Мы хотели бы знать, есть ли другие планеты, кроме Beta Pictoris b, и если да, то где они?" — заявил Блейк.

Маленький, но мощный

В 2008 году ученые задействовали космический телескоп Хаббла, чтобы выявить планету-гиганта более чем в 1,5 раза превышающую по размерам радиус Юпитера на орбите Beta Pictoris. Пролетев всего девять раз дистанцию равную расстоянию от Земли до Солнца от своей звезды, внутри того, что могло бы быть орбитой Сатурна в Солнечной системе, Beta Pictoris b является ближайшей орбитальной экзопланетой снятой прямым сканированием, — техникой, которая по существу фотографирует другие миры. Метод наиболее чувствителен к планетам-гигантам с массой в несколько раз больше массы Юпитера, но сталкивается с проблемами, когда дело доходит до обнаружения меньших миров или миров близких к своей звезде.

Блейк и Роберж заинтересованы в запуске кубических спутников в космос, чтобы найти новый мир в окрестностях звезды. Данные свидетельствуют о том, что звездная система находится практически на краю, как видно с Земли, то есть, ориентирована она таким образом, что мы смотрим на край системы, а не сверху или снизу. Исследователи увидели осколок диска, который простирается на дистанцию, превышающую более чем в 1400 раз расстояние от Земли до Солнца по обе стороны от звезды, и орбита известной планеты также согласуется с этой ориентацией. Это должно позволить кубическому спутнику искать другие планеты с помощью процесса, называемого транзитным методом, который будет в состоянии обозревать миры внутри орбиты Beta Pictoris b.

В отличие от прямого сканирования, которое опирается на захват света, отраженного от планеты, транзитный метод, который также используется телескопом Кеплера, ищет провалы в яркости звезды, когда планета движется между ним и Землей. Приборы могут лишь обнаружить присутствие транзитных планет, если они проходят между звездой и Землей, поэтому система должна находиться в пределах нескольких градусов от края к Земле. На основании предварительного исследования, Блейк сказал, что кубический спутник в состоянии обнаружить самые массивные газовые гиганты на короткой орбите.

"Мы, безусловно, в состоянии видеть горячий Юпитер", — сказал он, имея в виду миры с массой в несколько раз превышающей самые большие планеты Солнечной системы на орбитах ближе, чем орбита Меркурия.

"Мы хотели бы заполучить планеты размером с Нептун, но все усложняется когда дело касается малых размеров".

Всматривайся и собирай

Несколько лет назад охотница за планетами Сара Сигер из Массачусетского технологического института, предложила использовать целый парк кубических спутников для обследования части неба в поисках миров за пределами Солнечной системы. Блейк сказал, что идея вдохновила его и его помощницу, чтобы рассмотреть один прибор с прицелом на одну звезду. Это позволяет избежать проблем с фокусировкой и перенаправить спутниковую флотилию.

"Нужно просто всматриваться в одну цель и собирать так много информации, как это возможно", — сказал Блейк.

Он утверждает, что отправка одного спутника будет отличным началом на пути к отправке всего парка. Как только метод докажет свою эффективность, другие спутники могут быть запущены либо для открытия новых миров, либо для подтверждения предварительных наблюдений, таких которые были сделаны Кеплером. Когда дело доходит до открытия, поиски должны быть ограничены звездами, которые уже показывают, что их системы на краю по отношению к Земле. Исследователи могут определить такие звезды, наблюдая за массивными обломками дисков вокруг них или ориентироваться на звезды с непосредственно отснятыми мирами, орбиты которых находятся на самом краю.

Кубические спутники были впервые представлены общественности в 1999 году в качестве компактных спутников, которые студенты могли бы построить для проведения экспериментов и тестирования новых технологий. Они имеют унифицированную форму куба 4x4х4 дюйма (10х10х10 см), что позволяет им состыковываться в космосе с другими, более крупными спутниками. Два из них будут запущены уже в марте 2016 года, чтобы покрыть запуск, спуск и посадку предстоящего посадочного модуля Mars InSight НАСА, в то время как другие ученые обсуждали их сброс в пункты назначения, такие как Европа и Энцелад.

Самая большая проблема для миссии кубических спутников состоит в том, что охота за мирами вокруг определенной цели должна осуществляться в соответствии с временными рамками. Научное сообщество требует, по крайней мере, три транзита — объект должен пройти между своим Солнцем и Землей 3 раза, чтобы подтвердить свой статус планеты. Исследование Блейка предлагает максимум 1,5 года для орбиты кубического спутника, хотя она может длиться всего лишь полгода. Для подтверждения, планете потребовалось бы найти те из них, которые делают виток вокруг своих звезд каждые 2-6 месяцев.

Блейк и Роберж выполнили черновое исследование, которое показывает, что использование кубических спутников для поиска миров вокруг Beta Pictoris является жизнеспособным. Их следующий шаг — поговорить с инженерами и инструменталистами, чтобы определить необходимые детали для строительства подобного спутника. После этого они смогут оценить сколько будет стоить строительство, хотя по предварительным расчетам оно обойдется в цену гораздо меньшую, чем $550 млн. стоимости Кеплера.

"Я думаю, что было бы здорово найти экзопланеты используя меньше материалов и за меньший срок", — сказал Блейк. "Было бы просто немного лучше для всех".