Уникальная позиция обратной стороны Луны предоставляет исследователям возможность установить там радиотелескопы для наблюдения за квазарами и анализа процессов звездообразования в космосе, свободно от назойливых радиопомех с Земли.
Луна — ближайший и относительно легко доступный объект в Солнечной системе. Она интересует человечество как источник полезных ископаемых, уникальная научная лаборатория и площадка для тестирования технологий дальней межпланетной экспансии. Даже проектируются лунные казино. Астрономы тоже имеют свои замыслы. В отличие от других исследователей, звездочеты больше всего интересуются невидимой с Земли стороной нашего спутника. Дискуссионный материал на эту тему был опубликован в научно-популярном издании Universe Today («Вселенная сегодня»).
Почему астрономам нужна Луна
Большая часть наблюдений за космосом, особенно за далекими его частями, осуществляется не в традиционном оптическом диапазоне, а на радиочастотах. На Земле возведены сотни радиотелескопов, изучающих как ближние, так и удаленные уголки Вселенной. Объектами радиопоиска становятся квазары — самые мощные источники в космосе, действующие за счет гравитационной энергии сверхмассивных черных дыр. Радиотелескопы предоставляют сведения о потоке заряженных частиц в областях звездообразования. Антенны фиксируют распределение материи в крупнейших скоплениях галактик в космосе.
Однако, побывав в любой радиобсерватории, вы заметите, что вам придется временно отказаться от всей вашей электроники — от смартфонов до умных часов. Это зоны, свободные от помех. Антенны радиотелескопов обладают такой чувствительностью, что могут улавливать сигнал от вашего мобильного телефона на расстоянии нескольких километров. Искусственные источники радиоизлучения значительно затрудняют наблюдения радиоастрономов.
Не только мобильные телефоны, но также радио- и телевизионные передачи, управление воздушным движением и связь, даже сигналы GPS — все это неизбежно создает помехи. Неудивительно, что астрономы предпочитают строить новые обсерватории в уединенных местах. Например, планируемая радиообсерватория Square Kilometer Array (SKA) — крупнейшая из всех когда-либо созданных радиообсерваторий — будет расположена в пустыне Западной Австралии и в безлюдных внутренних районах Южной Африки.
Тем не менее, даже эти удаленные локации недостаточно хороши для успешного обнаружения «святого грааля» радиоастрономии — слабого сигнала с длиной волны 21 см, испускаемого нейтральным водородом в первые сотни миллионов лет после гипотетического Большого взрыва (или после выхода из очередной точки космической сингулярности согласно набирающей популярность теории). Это так называемые космические «темные века», когда еще не существовало звезд и галактик, а Вселенная была маленькой, плотной и однородной. Этот сигнал содержит важную информацию о природе темной материи и эволюции космических структур, но полностью поглощается земным радиоизлучением. У нас практически нет шансов когда-либо надежно обнаружить этот сигнал с помощью наземных телескопов.
Но Луна предоставляет нам такую возможность! Наша спутница всегда обращена одной стороной к Земле, а значит, другая сторона постоянно смотрит в открытый космос. Обратная сторона Луны является наименее шумной радиосредой в ближайшей Солнечной системе, так как сама Луна защищает любую лунную обсерваторию от антропогенных радиоизлучений.
Проекты на Луне
Существуют уже предложения. Радиотелескоп «Лунный кратер» — это проект, осуществляемый Лабораторией реактивного движения NASA. Суть идеи заключается в рассредоточении группы луноходов по верхнему краю подходящего кратера. Первые роверы остаются на краю, фиксируясь на его ободе, в то время как вторые спускаются по склонам к центру, неся с собой тонкую радиочувствительную проволоку-антенну.
Эти провода на дне соединяются с модулем, приземлившимся в центре кратера, который развертывает единую антенну, фактически превращая весь кратер в огромную радиоприемную тарелку, размеры которой превышают всё, что мы можем построить на Земле. Хотя это не будет самым чистым и эффективным радиотелескопом из-за ограниченности обзора, этого и не требуется: окружающая среда на дальней стороне настолько свободна от радиопомех, что у него всё равно было бы больше шансов улавливать реликтовые водородные сигналы.