НАСА готовит космическую миссию, целью которой является запуск искусственной звезды в космос. Предполагаемая звезда будет имитировать яркость настоящих, чтобы сравнить их.
Новый проект, миссия Ландольта, разместит искусственную звезду на орбите Земли, чтобы более точно определить калибровку абсолютного потока звезд, известного как яркость.
Наземный контроль миссии будет базироваться в Университете Джорджа Мейсона в штате Вирджиния.
Миссия расширяет работу своего вдохновителя и тезки Арло Ландольта, покойного астронома и пионера каталогов яркости звезд.
«Его фамилия известна во всем астрономическом сообществе. Стандартная звезда Ландольта […] «Все знают, что это такое», — сказал Дэниел Хубер, доцент астронома и профессор Института астрономии Гавайского университета.
Новый проект позволит сравнить яркость искусственной звезды с яркостью реальных звезд. Предполагаемая звезда, на самом деле спутник, оснащенный восемью лазерами, будет вращаться вокруг Земли на расстоянии 35 785 километров в космосе — расстояние, достаточное, чтобы имитировать характеристики настоящей звезды.
Хотя спутник не будет достаточно ярким, чтобы его можно было увидеть невооруженным глазом, его можно будет увидеть в персональный телескоп.
Ученые проведут наземные наблюдения за «звездой» с помощью телескопов в нескольких местах, включая Гавайский университет.
Поскольку спутник имеет известную скорость излучения фотонов, ученые смогут сравнивать яркость лазеров с яркостью звезд, разрабатывая более точные измерения яркости и новые каталоги звездной яркости.
В случае успеха проект может иметь широкомасштабное воздействие.
«Мы всегда полагаемся на количество света, который посылают нам звезды, чтобы получить почти все в астрономии», — сказал «Голосу Америки» Джонатан Ганже, научный консультант Монреальского планетария и адъюнкт-профессор Монреальского университета.
Ганже — один из ученых, участвующих в проекте, и он поможет выбрать звезды для измерения.
Результаты проекта могут быть применены для понимания эволюции звезд и состава экзопланет, на которых потенциально может поддерживаться жизнь. Более точные измерения также могут привести к лучшему пониманию темной энергии и скорости расширения Вселенной.
Этот проект может даже использоваться для поиска других планет, похожих на Землю, на которых люди смогут жить в будущем.
«Есть группа людей, экспертов по экзопланетам, которые любят делать прогнозы о том, где может быть планета, похожая на Землю, и для них действительно важно понимать свойства звезд», — сказала Сусана Деустуа, ученый-физик из Национального университета. Институт стандартов и технологий и связь миссии.
Хотя проект имеет множество потенциальных практических применений, участники также воодушевлены его нематериальными аспектами, такими как наставничество для нового поколения ученых.
По словам Питера Плавчана, доцента кафедры физики и астрономии Университета Джорджа Мейсона и главного исследователя миссии Ландольта, совместный и педагогический характер проекта даже заимствован из человеческих дисциплин.
«Мы разработали этот новый подход, который фактически заимствован из театра. Это система обучения, которая сочетает в себе старшие роли в проекте с младшими учеными и инженерами. Это настоящее партнерство», — сказал Плавчан «Голосу Америки».
Дата релиза еще не определена, но ожидается, что он состоится где-то в 2029 году.
Другими партнерскими учреждениями являются Blue Canyon Technologies и Университет Виктории.
ТЕХНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ
Миссия Ландольта получила взнос в размере 19,5 миллионов долларов. Искусственная звезда, которая станет источником света, яркость которой будет известна с большой точностью, позволит ученым калибровать телескопы и более точно измерять яркость звезд, от близлежащих звезд до далеких взрывов сверхновых.
Предполагаемая звезда состоит из двух наборов из двух одномодовых волоконных лазеров VIS и двух NIR для определения скорости фотонов, передаваемых в апертуру телескопа, и детекторов с необходимой неопределенностью потока <0,5%.
Модулируя включение и выключение лазеров, записывая излучаемый поток через встроенные фотодиоды, откалиброванные Национальным институтом стандартов и технологий (NIST), определяя профиль луча перед запуском, контролируя мощность и температуру лазеров и зная точность прицельно можно восстановить абсолютные знания о течении искусственной звезды, чтобы сравнить их с реальными.
Во время полетов космического корабля в рамках его годовой основной миссии также можно будет точно откалибровать абсолютный поток небесных объектов до никогда ранее не достигнутого уровня.