Звезды нас ждут: как супертелескоп Джеймса Уэбба будет искать жизнь во Вселенной

В апреле 2018 года исполнилось 28 лет пребывания на орбите космического телескопа «Хаббл». 18 апреля 2018 года человечество сделало еще один шаг навстречу неизведанному, успешно запустив новый космический телескоп TESS — аппарат, основной задачей которого будет поиск и изучение экзопланет в пределах условной близости к Солнечной системе. Но это лишь начало, особенно в свете запуска космического телескопа имени Джеймса Уэбба, который позволит лучше искать жизнь вне Земли, а главное, заглянет во Вселенную во времена ближе к Большому взрыву.

Больше и дальше

Орбитальная обсерватория, названная в честь второго руководителя NASA, который стоял у истоков космической программы США в золотой век освоения космоса. Она еще до запуска стала одним из самых известных и медийных космических телескопов, уступая разве что «Хабблу», наследником и продолжателем дела которого он является.

Но «Уэбб» не просто заместитель «Хаббла», выведенного на орбиту еще в 1990 году. Новый аппарат уступает своему предшественнику в массе (6,5 тонны против 11 тонн у предшественника), но находится при этом в иной «весовой категории» в научном смысле этого слова.

Главный параметр космического телескопа — площадь его зеркала, напрямую влияющая на светочувствительность телескопа и его разрешающую способность. Так, если диаметр главного зеркала «Хаббла» — 2,4 м, то в «Уэббе» этот показатель приближается к отметке 6,5 м. Он будет работать в дальнем красном и инфракрасном диапазонах излучения (мы ощущаем его как тепло), которые эффективны, в частности, для изучения малых тел, например, экзопланет (планет за пределами Солнечной системы).

Благодаря зеркалу большего размера с сотовой конструкцией новый инструмент NASA, канадского и европейского космических агентств будет на порядки «чувствительнее», чем его предшественник. В частности, новый аппарат впервые в истории сможет «заглянуть» в космос так далеко во времени и пространстве, что покажет первые галактики, существовавшие, когда возраст Вселенной составлял всего 250 млн лет (сейчас ее возраст примерно 13,8 млрд лет).

Поиск жизни

Новый телескоп может не только смотреть на миллиарды лет в прошлое, но и проливать свет на будущее, ища ответ вопрос «Есть ли жизнь где-либо еще во Вселенной?».

По состоянию на 1 апреля 2018 года ученые насчитали 3758 экзопланет (еще около 2500 объектов находятся в статусе «кандидатов»). Наличие около 2000 из них было подтверждено в течение последних 10 лет, большинство из которых были открыты благодаря телескопу Kepler, на смену которому был запущен TESS.

При чем здесь «Уэбб»? Как и упомянутый TESS, он существенно углубит наши знания в области планетологии, а точнее, сможет предоставить ученым уникальные данные о наиболее перспективных экзопланетах и системах, их содержащих, таких как Альфа Центавра, которая находится «всего» в 4,36 световых лет от нас, или нашумевшей системе TRAPPIST-1 почти в 40 световых годах.

В то время как первичная задача TESS сводится к исследованию максимально большого количества звезд (всего будет обследовано порядка 200 000 светил) на предмет наличия самих экзопланет, где потенциально может быть жизнь, телескоп Уэбба будет способен в частности изучить атмосферу новых миров. Если эти удаленные объекты окутывает кислород, диоксид углерода или метана — это маркеры жизни в масштабах космоса (не гарантия, но весомый аргумент в пользу ее существования). Учитывая, что TESS может обнаружить свыше 20 000 новых миров, «Уэббу» надолго хватит работы — проверять их атмосферу.

Тяжелый путь на орбиту

Космический телескоп имени Джеймса Уэбба, как мы уже говорили, планируется вывести в космос в 2020 году на ракете-носителе Ariane 5. Он будет доставлен в так называемую точку Лагранжа L2 в 1,5 млн километрах от нашей планеты. При этом фактически телескоп будет вращаться вокруг Солнца, а не являться искусственным спутником Земли, как «Хаббл».

Как ни парадоксально, но этот участок пути телескопа может оказаться самым легким — как показала судьба аппарата, иногда бюрократия и проблемы с бюджетом могут представлять не меньшую сложность, чем изучение вопросов возникновения Вселенной.

Изначально планировалось, что аппарат будет выведен на орбиту еще в 2007 году, а предполагаемая цена миссии в начале проекта оценивалась в $500 млн. Сейчас, после многочисленных переносов миссии и дополнительных проверок, астрономы с надеждой смотрят в 2020 год, а сумма, в которую обошелся «Уэбб», подошла к отметке в $9 млрд.

С одной стороны, желание NASA и подрядчика агентства Northrop Grumman сделать все на максимально высоком уровне понятно: телескоп будет работать автономно и, в отличие от «Хаббла», который находился на орбите Земли, миссия по починке «Уэбба» стала бы отдельным приключением, которое вряд ли кто-либо одобрил бы.

Тем не менее на протяжении разработки телескопа регулярно возникали слухи и опасения, что Конгресс США сочтет проект нереализуемым или урежет его финансирование, из-за чего NASA не сможет завершить телескоп, и многолетняя работа окажется под угрозой.

К счастью, как ранее писал Forbes, Конгресс выделил на проект телескопа $533,7 млн — ровно столько, сколько было запрошено, а значит, можно надеяться, что запланированный пуск не будет вновь перенесен.

Если все пойдет хорошо, то телескоп Уэбба станет одним из самых значимых проектов, который поможет нам понять устройство Вселенной и продвинуться в поиске жизни в ней. Именно через призму будущего успеха будут смотреть на подобные масштабные начинания власти не только США, но и прочих стран.

Ведь если на этапе запуска или выведения на орбиту с дорогостоящим аппаратом что-то случится, репутация таких начинаний и доверие к ним может упасть до минимума, а сам «Уэбб» войдет в историю как аппарат, который столкнулся с самыми густыми из возможных терний на пути к звездам