NASA та Міністерство енергетики США працюють разом над розробкою наукового приладу, який виживе в суворих і невблаганних умовах місячної поверхні вночі на зворотному боці Місяця, щоб спробувати перші у своєму роді вимірювання Темних віків Всесвіту. Інструмент під назвою Lunar Surface Electromagnetics Experiment – Night (LuSEE-Night) є результатом співпраці Брукхейвенської національної лабораторії Міністерства енергетики, Наукового офісу Міністерства енергетики, Лабораторії космічних наук Каліфорнійського університету в Берклі та Управління наукових місій NASA.
LuSEE-Night — це дослідник, який допоможе зрозуміти радіосередовище Місяця та потенційно вперше поглянути на епоху нашої космічної історії, яку раніше не спостерігали. Ця співпраця ще більше зміцнює давнє партнерство між НАСА та Міністерством енергетики, щоб забезпечити космічні інновації та дослідження.
Темні віки Всесвіту
Темні віки є важливою епохою в космологічних дослідженнях, оскільки вони можуть дати нове уявлення про формування та еволюцію нашого Всесвіту. Темні віки відбулися приблизно через 380 тисяч – 400 мільйонів років після виникнення Всесвіту, відомого як Великий вибух, і це час до появи перших зірок і галактик. Оскільки радіохвилі являють собою єдиний сигнал, який ми можемо виміряти з темних віків, LuSEE дає можливість дізнатися, як перша несвітна матерія еволюціонувала в зірки та галактики, які ми бачимо домінуючими у спостережуваному Всесвіті сьогодні.
Зворотний бік Місяця
На жаль, ці важливі радіохвильові сигнали з темних віків неможливо виміряти з поверхні Землі через непрозору іоносферу нашої планети та шум від постійного «забруднення» Землею внутрішньої частини Сонячної системи радіохвилями. Однак через відсутність на Місяці заважаючої іоносфери – і через те, що зворотний бік Місяця постійно захищений від шкідливого радіовипромінювання Землі, а також Сонця протягом місячної ночі – зворотний бік Місяця пропонує унікальне середовище, яке дозволяє проводити спостереження за чутливими радіоастрономічними сигналами, які неможливо отримати в іншому місці навколоземного космічного середовища.
LuSEE-Night, який буде доставлено на зворотний бік Місяця за допомогою майбутньої комерційної місячної служби корисного навантаження (CLPS), використовуватиме розгорнуті антени та радіоприймачі, щоб потенційно вперше спостерігати ці чутливі радіохвилі з темних віків. Фізично перебуваючи на поверхні Місяця та проводячи вимірювання в потрібний час, кілька зовнішніх джерел радіоперешкод будуть усунені, включаючи радіошуми від Сонця, Землі, Юпітера та Сатурна.
«LuSEE-Night — це захоплюючий експеримент, який наблизить нас до спостережень за тим, чого ми ніколи раніше не могли бачити — сигналу темних віків, — заявив Асмерет Асефо Берхе, директор Управління науки Міністерства енергетики. – Завдяки цій співпраці Міністерство енергетики та НАСА створюють умови для успішного дослідження космології Темних віків у наступні десятиліття».
Виживання приладів та людини
Однак для приладу буде серйозним завданням вижити в суворих, холодних і темних умовах місячної ночі на зворотному боці Місяця достатньо довго, щоб збирати та повертати дані на Землю. Протягом денного та нічного циклу на Місяці температура коливається між приблизно 120°C вдень і -173°C вночі. Цей температурний діапазон становить значну проблему не лише для отримання та передачі даних, але й для запобігання замерзанню приладу та передчасного завершення місії. Таким чином, технологія переживання місячної ночі має вирішальне значення не тільки для робототехнічної діяльності, але й для створення тривалої присутності людини на поверхні Місяця.
«LuSEE-Night працюватиме під час низьких температур 14-денної місячної ночі, коли сонячне світло недоступне для вироблення електроенергії чи тепла, — сказав Джоел Кернс, заступник помічника адміністратора з досліджень у Директораті наукових місій NASA. – На додаток до значної потенційної наукової віддачі, демонстрація технології виживання місячної ночі LuSEE-Night має вирішальне значення для виконання довгострокових, високопріоритетних наукових досліджень з поверхні Місяця».
Вивчення еволюції Всесвіту
У разі успіху LuSEE-Night виступатиме в якості дослідника, який допоможе інформувати більші майбутні інструменти для подальшого вимірювання цих інакше невизначених радіочастот і допоможе вченим краще зрозуміти найраніший період формування та еволюції Всесвіту.
«Це вимірювання є дуже складним, радіовипромінювання від галактики дуже яскраве, і за ним ховається наш сигнал Темних віків, — зазначив дослідник LuSEE-Night Стюарт Д. Бейл.
Анже Слосар, представник наукового співробітництва LuSEE-Night, додав: «Кожного разу ми відкрили нове частотне вікно в космології, ми розблокували нові відкриття про історію Всесвіту та наше місце в ньому».
LuSEE-Night планується доставити на Місяць майбутнім рейсом CLPS.
