Техника - молодёжи 1991-12, страница 64
Смелые проекты Есть ли планеты в звездных системах — соседях нашего Солнца? Если да, то существует ли на них разум или хотя бы жизнь? Эти вопросы на протяжении нескольких веков были своего рода движителем сначала астрономии, а теперь и космонавтики. Правда, оказалось, что задать их несравненно легче, чем получить ответы. Диаметр зеркал наземных телескопов все время растет, и сегодня достигает 5 — 6 м. Однако его дальнейшее увеличение наталкивается на существенные трудности — сила тяжести деформирует многотонные зеркала и линзы, теряется качество изображения. Чтобы скомпенсировать деформацию оптики, приходится продумывать сложнейшую механическую подвеску. Мы уж не говорим о том, как сложно отлить стеклянное зеркало, а затем заставить медленно остывать; большие сложности возникают и при точной шлифовке его поверхности. В итоге — изготовление одного инструмента занимает несколько лет. Свет — это волна, и далекий точечный источник света виден в телескоп как пятно-кружок с угловым размером4? =>iD. Это так называемый дифракционный предел (К— длина волны, D — диаметр телескопа). Кроме того, кружок-изображение перемещается в пределахЛТ—1"», во-первых, из-за того, что атмосфера неоднородна и ее свойства меняются, а во-вторых, из-за неточности отслеживания телескопом «движущегося» небосвода. Сюда же надо добавить и изменения линейных размеров конструкции даже из-за малейшего нагрева отдельных ее частей — например, рядом прошел астроном. Судя по всему, наземные телескопы исчерпали возможности количественного роста —достигли своего предела прочности и точности, а значит, и предела своих познавательных возможностей. Не случайно же самые интересные планетологические открытия последних лет пришлись на долю космических аппаратов (КА), а не назем ных оптических приборов. Да и в самом деле, полететь и сфотографировать с близкого расстояния, что называется — «в упор», скажем, комету Галлея или кольца Сатурна куда информативнее, чем десятилетия изучать их многочисленные и нечеткие снимки, сделанные сквозь толщу воздуха. Ну а к соседним звездам КА пока рановато посылать, здесь телескопы остаются вне конкуренции. Но если им мешают земные условия, то почему бы их не вынести в космос? И вот на орбите появился «Хаббл» («ТМ» № 11 за 1990 год). Увы, хотя этот инструмент весьма многообещающий, его возможности не столь уж разительно отличаются от наземных оптических устройств (по крайней мере планету у других звезд с него не разглядишь). Дело в том, что транспортируемый ракетой груз и хрупкость линз накладывают жесткие ограничения на размеры конструкции. Это если ее строить традиционным путем. А нетрадиционным? Для начала определим условия задачи. Когда вы смотрите на два удаленных объекта — звезду с планетой, то основное требование к оптическому прибору —способность различить две близкорасположенные и слабосветящиеся точки. Возьмем расстояние 30 св.лет — округленно ЗхЮ14 км. Для простоты предположим, что звезда — двойник Солнца, а планета — аналог Земли — удалена от нее на те же 150 млн. км (1,5 х 108 км). Тогда угловое расстояние между ними равно: 1,5х108 / ЗхЮ14 = 0,5х106 = 0,1» (в десять раз больше погрешности прибора Afв земных условиях). Радиусы Солнца и Земли —0,7х106 и 6,4х103 км, соответственно. Тогда отношение площадей поверхностей звезды и Планеты — 104 раз. Кроме того, надо учесть, что планета светит отраженным светом, причем яркость ее значительно меньше яркости Михаил ГЕРЦЕНШТЕЙН, доктор физико-математических нау# Владимир Клавдиев, кандидат физико-математических наук 62 |
