Современная наука и космические технологии сделали еще один шаг к разгадке загадок Вселенной благодаря амбициозному проекту создания радиоастрономического телескопа LuSEE-Night, который будет установлен на обратной стороне Луны. Этот уникальный инструмент призван открыть двери в эпоху космологических Тёмных веков и выявить радиоволны, зародившиеся в ранней истории космоса, ранее недоступные для наблюдений. Идея создания телескопа на поверхность Луны продиктована необходимостью преодоления ограничений земных наблюдений, которые всегда сопровождались радио помехами и атмосферным влиянием. Именно лунная темная сторона, скрытая массой самого спутника Земли, предлагает идеальные условия для создания оборудования очень высокой чувствительности, способного улавливать слабые сигналы от начала формирования нашей Вселенной. Проект LuSEE-Night — это результат тесного сотрудничества между NASA, Национальной лабораторией Брукхейвен и Лабораторией космических наук Университета Калифорнии в Беркли.
Совместными усилиями удалось разработать высокотехнологичный прибор, оснащенный не только антеннами для улавливания космических радиоволн, но и уникальным радиоспектрометром, созданным специалистами Брукхейвена. Этот спектрометр выделяется своей продвинутой электроникой и программным обеспечением, которые позволяют осуществлять калибровку в реальном времени, фильтровать собственные радиопомехи и автоматически регулировать усиление сигнала. Благодаря этим особенностям, LuSEE-Night сможет слушать все частоты радиоэфира одновременно — технологический прорыв, сравнимый с одновременным настройкой на все радиостанции мира. Особое внимание в процессе создания уделялось взаимодействию компонент и ограничению массы и энергопотребления. Телескоп должен весить не более 128 килограммов, чтобы соответствовать параметрам посадочного аппарата, который доставит его на Луну.
Ограничения по энергии и массе диктовались суровыми условиями, в которых будет работать аппарат: 14 дней лунной ночи, сопровождающейся экстремальным похолоданием до минус 280 градусов по Фаренгейту, и 14 дней яркого солнечного освещения, нагревающего телескоп до плюс 280 градусов. Отсутствие атмосферы и наличие космической радиации усложняет задачу поддержания постоянной температуры, что является ключевым условием стабильно работающей электроники. Для решения этих проблем разработчики интегрировали в конструкцию системы теплообмена, которые включают тепловые трубы и радиаторы, отводящие излишки тепла в сторону холодного космоса. Кроме того, были применены термические переключатели, работающие по принципу термостата, позволяя телескопу адаптироваться к меняющимся температурам и сохранять оптимальный режим работы. Несмотря на то что на Земле невозможно полностью воспроизвести экстремальные условия лунной поверхности, команда инженеров использовала новаторские методы моделирования и тестирования для подготовки прибора к непредсказуемым ситуациям.
Одна из главных задач LuSEE-Night — наблюдение так называемого «Сигнала Тёмных веков». Этот сигнал — радиоволны, оставшиеся после эпохи, которая началась приблизительно через 380 тысяч лет после Большого взрыва. В этот период ещё не сформировались первые звезды и галактики, и до настоящего момента человечество не имело возможности изучать эти источники радиоволн из-за постоянного радиошумового фона Земли. Благодаря расположению LuSEE-Night на далекой стороне Луны и его высокочувствительной аппаратуре, ученые надеются получить первый в истории детализированный взгляд на эту эпоху. Но LuSEE-Night — это не просто научный инструмент, а первопроходец, открывающий возможности для будущих обширных космических исследований.
Разработка подобного телескопа — важный технологический эксперимент, который даст учёным понимание, что действительно требуется для долговременного функционирования аппаратов в сложных условиях космической среды. Успешное выполнение миссии может положить начало эре космической радиоастрономии, когда стандартные исследования будут перенесены за пределы Земли, в том числе и на другие планеты и спутники. Важнейшим этапом перед запуском стало завершение сборки телескопа и проведение серии тестов в лабораторных условиях. В 2025 году финальная сборка LuSEE-Night прошла в Space Sciences Laboratory Университета Калифорнии в Беркли. После этого прибор должен пройти экологические испытания в Space Dynamics Laboratory в штате Юта, чтобы проверить устойчивость к вибрациям, температурным перепадам и вакуумной среде.
Последний этап — интеграция телескопа с посадочным аппаратом Blue Ghost 2 компании Firefly Aerospace, которая является партнером NASA в рамках программы Commercial Lunar Payload Services. Сейчас специалистам остается ждать запуска, который, скорее всего, состоится в 2026 году. Помимо технической подготовки, команда ученых и инженеров активно ведёт разработку планов эксплуатации телескопа после посадки. Они отрабатывают сценарии передачи данных и управления питанием, чтобы максимально продлить работоспособность LuSEE-Night в течение предполагаемых двух лет на лунной поверхности. Интересно, что команда отказалась от первоначального плана ждать целых 14 лунных дней после посадки перед отправкой данных на Землю, поскольку в первые дни миссии возможно возникновение проблем.
Поэтому планируется осуществлять сжатую и частичную передачу данных даже в самые первые часы нахождения на Луне, чтобы своевременно оценить состояние оборудования. Эта инициатива знаменует начало новой эпохи в исследовании космоса — эпохи, когда себестоимость космических запусков заметно снизилась, а уровень инструментальной оснащенности достиг нового уровня, открывая широчайшие возможности для проведения базовых научных экспериментов вне Земли. LuSEE-Night обещает стать важнейшим инструментом не только для астрономов и космологов, но и для всего научного сообщества, работающего в области физики и высоких технологий. Таким образом, создание и запуск радиоастрономического телескопа на лунной поверхности является многофакторным и комплексным вызовом, который объединяет специалистов разных областей науки и техники. Благодаря их совместной работе появилась возможность заглянуть в самые глубокие уголки вселенной и понять процессы, которые происходили в первые сотни тысяч лет её существования.
LuSEE-Night — это не просто аппарат, это символ прогресса и новое окно в космос, раскрывающее тайны, которые скрывались миллиарды лет.
