„Спицър” се преквалифицира в търсач на екзопланети

Макар че космическият телескоп, изстрелян преди десетина години, никога не е бил средство за изследване на светове около други звезди, НАСА възнамерява да го използва именно за това – след някои модификации.

Разработването на „Спицър” е завършено през 1996 г. – дълго преди откриването на екзопланети по транзитния или който и да е друг метод. Затова нивото на чувствителност, необходимо за откриването на колебания на звезда в инфрачервения диапазон при преминаването на планета през нейния диск, не се вмества в сметките.

Впрочем и чувствителността, и точността на позициониране на космическия телескоп си имат добри резерви и неговата правилна експлоатация, смятат в НАСА, е способна принципно да преквалифицира апарата.

Още едно препятствие за изпълнението на новата роля е запасът от охлаждаща течност, предвидена за две години и половина. Разбира се, след това мисията му е удължена до пет години, но независимо от строгите икономии тази течност е изчерпана до дъно.

За щастие конструкторите са предвидили такива системи за пасивно охлаждане, благодарение на които един от комплектите инфрачервени камери все още има температура 29 К, което позволява на телескопа да работи.

Системата за пасивно охлаждане е устроена така: откъм сенчестата страна на апарата е нанесена черна боя, което му позволява да излъчва максималното възможно количество енергия, която той получава откъм слънчевата страна. Разбира се, на тази осветена страна е нанесено друго покритие – отразяващо, то минимизира количеството поглъщано излъчване.

При цялата тази привидна простота това е първият земен телескоп, снабден с такава система за охлаждане – работеща през целия срок от съществуването на апарата и дори при неговите „останки”.

Уви, за да се следят екзопланети, това не е достатъчно. „Спицър” има едва забележимо люлеене по траектория, поради което светлината на наблюдаваната звезда за него постоянно леко варира.

За да решат този проблем, инженерите трябва да открият причината за това люлеене. Изяснило се, че то има часова периодичност, което съвпада с цикъла на работата на нагревателя, намиращ се в апарата, който се включва за подгряване на акумулатора. Последният на свой ред отказва да се труди в адския студ на Космоса.

След изчисленията станало ясно, че ако нагревателят се включва на всеки трийсет минути и се намали отдаваната от него топлина с 50%, то батерията все още ще бъде функционална, а колебанията на траекторията забележително ще намалеят. Както показали следващите изпитания, те се съкратили двойно.

Но и това е малко! Заради борбата с колебанията е активирана част от системите, работещи в криогенен режим – когато някога било актуално активното охлаждане. С тяхна помощ са определени пикселите на действащите инфрачервени камери, за които колебанията на звездното излъчване са минимални. След това за работа с екзопланети е решено да се използва само това „петно”.

В крайна сметка „Спицър” е готов за работа и чувствителността му е удвоена в сравнение с началните параметри. Ето какви са недокументираните възможности на апарата.

Шон Кери от Калифорнийския технологичен институт, оглавяващ тази работа на НАСА, скромно отбелязва: „Ние очакваме от „Спицър” ударен труд по изучаването на екзопланети.”

И наистина – при анализа на температурните различия на различни страни на планетите може да се разберат много нови неща за климата и дори за атмосферата на другия свят. Носителите на плътни атмосфери от типа на венерианската или газови обвивки като на Титан всъщност не променят температурата на атмосферата в различни точки на повърхността, докато на Земята (и особено на Марс) ситуацията е противоположната.

Накрая, за първи път се появява надежда за разбиране на действителните температури на една или друга планета – не по изчисления, основани на близостта й към звездата, а така да се каже едва ли не като термометър, макар и доста приблизителен.

Ако тези надежди се сбъднат, то словосъчетанието „планета в зона на обитаемост” може да придобие съвсем друго ниво на достоверност.

Източник: Jet Propulsion Laboratory