Наука Плоского мира - Терри Пратчетт

И хотя нынешние телескопы не могут различить экзопланету непосредственно, телескопы будущего наверняка это смогут. Привычные нам астрономические телескопы используют большое, слегка вогнутое зеркало для фокусировки входящего света, а также линзы и призмы для создания изображения и передачи его на фотопластину, на месте которой когда-то был окуляр, в который глядел астроном. Сейчас в качестве фотопластины используется прибор с зарядовой связью (ПЗС-матрица), чувствительный электронный детектор света, соединенный с компьютером. Чтобы увидеть планету около отдаленной звезды, обычному телескопу потребовалось бы огромное зеркало диаметром 100 ярдов (примерно 100 метров), тогда как самое большое зеркало, существующее на данный момент, достигает лишь трети этого размера. А для того чтобы рассмотреть какие-то детали инопланетного мира, необходимо зеркало еще больших размеров, то есть воплотить подобное на практике просто невозможно.

Но вы же не обязаны использовать один-единственный телескоп, не так ли?

И технология, называемая интерферометрией, в принципе позволяет это сделать, заменив одно 100‑метровое зеркало двумя зеркалами поменьше, находящимися в ста метрах друг от друга. Оба таких зеркала создают картинку одной и той же звезды или планеты, а входящие световые волны, формирующие изображения, тщательно синхронизируются и суммируются. Такая двухзеркальная система собирает меньше света, чем полноразмерное стоярдовое зеркало, однако детальное разрешение оказывается таким же. К тому же современная электроника в состоянии усилить даже ничтожное количество входящего света. Во всяком случае, сейчас используются уже десятки маленьких зеркал, а также преогромное количество хитростей и всяческих уловок, чтобы синхронизировать эти зеркала между собой и точно совместить изображения, которые они получают.

Радиоастрономы уже давно пользуются таким способом. Наибольшей технической трудностью здесь является удержание для всех этих небольших телескопов одинакового расстояния от звезды до ее изображений с точностью до длины волны. Для оптической астрономии подобная техника относительно нова, так как длина волны оптического диапазона намного короче радиоволн, однако главная проблема с видимым светом состоит в том, что не стоит и пытаться соорудить подобную систему на Земле. Земная атмосфера находится в постоянном турбулентном движении, искривляя падающий свет самым непредсказуемым образом. Даже очень мощные телескопы, установленные на Земле, показывают размытую картинку, именно поэтому космический телескоп «Хаббл» и находится на орбите Земли. Его преемник, Космический телескоп нового поколения[36], будет запущен уже на орбиту Солнца за миллионы миль от Земли. Его нужно будет аккуратнейшим образом разместить в так называемой точке Лагранжа L2, то есть в таком месте на воображаемой линии, соединяющей Солнце и Землю, но чуть дальше, где земное притяжение, притяжение Солнца и центробежная сила, действующие на телескоп, окажутся взаимно скомпенсированными. Конструкция «Хаббла» включает в себя массивную трубу, защищающую аппарат от ненужного света, особенно отраженного от нашей планеты. Тогда как в точке L2 намного темнее, и можно будет отказаться от громоздкой трубы, сэкономив топливо для запуска. Кроме того, в этой точке гораздо холоднее, чем на низкой околоземной орбите, а следовательно, работа инфракрасного телескопа будет намного эффективнее.

В интерферометрии вместо одного большого телескопа используется сеть маленьких, удаленных друг от друга телескопов, но для оптической астрономии такой комплекс придется разместить в космосе. Кроме всего прочего, это даст дополнительное преимущество, ведь космос – большой, или, как сказали бы в Плоском мире, – место, где можно быть большим. Максимальная дистанция между телескопами в сети называется длиной базы. В космосе можно создать сеть интерферометров с невероятно длинной базой. Радиоастрономы уже создали такую с длиной базы, превышающей размеры Земли, разместив один телескоп с антенной на Земле, а другой – на орбите. И НАСА, и ЕКА (Европейское космическое агентство) разрабатывают программы по размещению в космосе прототипов сети оптических интерферометров, своего рода стай, образно выражаясь.

В 2003 году НАСА должно запустить проект «Space Technology 3»[37](прежде он назывался «Deep Space 3»), включающий два космических аппарата, расположенных на расстоянии 0,6 мили (1 км) друг от друга и способных поддерживать дистанцию с точностью около половины дюйма (1 см). Его последователь, «Star Light», должен быть запущен в 2005 году. Другой смелый проект НАСА, планируемый на 2009 год, «Space Interferometry Mission», должен задействовать три интерферометра с длиной базы 10 метров. Кроме того, в НАСА задумываются о запуске в 2012 году «Terrestrial Planet Finder», который будет искать не только планеты земного типа, но и следы углекислого газа, водяного пара, озона и метана, которые могут быть признаками жизни, или, на худой конец, планет, на которых могут выжить организмы земного типа. Потом туда на разведку отправится другой проект, «Life Finder», дата которого пока не определена. В ЕКА также имеются подобные проекты. В 2006 году предполагается запустить «SMART‑2»[38], состоящий из двух спутников, которые будут летать по орбите. Также планируется более амбициозный проект «Darwin», представляющий собой целую флотилию из шести телескопов.

Однако больше всего ожиданий связано с проектом «Planet Imager», к которому НАСА рассчитывает приступить в 2020 году. Эскадрилья из пяти летательных аппаратов, каждый с четырьмя оптическими телескопами на борту, развернет интерферометрическую сеть с длиной базы в несколько сотен миль и начнет наносить на карту далекие планеты. До ближайшей от нас звезды всего лишь чуть более четырех световых лет, а компьютерные модели показывают, что 50 телескопов с длиной базы в 50 миль (150 км) вполне могут получить качественное изображение планеты, располагающейся в 10 световых годах, причем оно позволит рассмотреть континенты и даже луны размером с нашу. А имея 150 телескопов с аналогичной длиной базы, можно будет уже посмотреть на Землю с расстояния десяти световых лет и, например, заметить в ее атмосфере зарождающиеся ураганы. Только представьте, что можно сделать с длиной базы в тысячу миль!

Планеты за пределами Солнечной системы определенно существуют, более того, вполне вероятно, что их там видимо-невидимо. И это прекрасная новость для тех, кто надеется отыскать инопланетную жизнь. Вот только существующие доказательства наличия последней весьма сомнительны.

Традиционное место, где мы ожидаем найти жизнь в Солнечной системе, – это Марс. Во‑первых, этому поспособствовали легенды о марсианских каналах, увиденных астрономами в телескопы. Каналы, правда, оказались иллюзией, что выяснилось после получения фотографий с посланных к Марсу космических аппаратов. Во‑вторых, природные условия на Марсе близки к земным, только куда гаже. Ну и, в‑третьих, нужно поблагодарить авторов десятков научно-фантастических книг, исподволь подготовивших нас к существованию марсиан. Конечно, на Земле жизнь можно отыскать в самых неприглядных местах вроде жерл вулканов, раскаленных пустынь или в глубинах земных недр. К сожалению, ни единого следа жизни на Марсе не обнаружено.