С тех пор, как год назад американский космический телескоп Kepler вышел из строя, поиск землеподобных экзопланет существенно осложнился. Правда, за четыре года своего активного существования телескоп успел собрать столько информации, что ее разбором и обработкой ученые занимаются до сих пор. И это даже позволяет им регулярно открывать очередные внесолнечные планеты.

Сейчас информационные агентства известили мировую общественность об обнаружении в базе данных, собранных Kepler'ом, первой земплеподобной планеты в так называемой зоне обитаемости, то есть на таком расстоянии от светила, что на поверхности этой планеты должны существовать условия, близкие к земным, включая наличие воды в жидком состоянии. Хотя эта планета, именуемая Kepler-186f, обращается вокруг своего светила по более близкой орбите, чем орбита Земли вокруг Солнца, Солнце намного горячее той далекой звезды, чем и объясняются умеренные и, возможно, приемлемые для белковой жизни температуры на поверхности этого кандидата в двойники нашей Земли.

Прямое наблюдение экзопланет пока практически невозможно

Но без Kepler'а поиск экзопланет, особенно землеподобных, то есть небольших, заметно затормозился. Впрочем, даже когда этот космический аппарат функционировал, он мог обнаружть только те экзопланеты, орбиты которых лежат в той же плоскости, что и сам телескоп, поскольку принцип его работы был основан на так называемом транзитном методе: Kepler регистрировал периодически повторяющиеся кратковременные уменьшения светимости звезды, вызываемые прохождением планеты на ее фоне. То есть речь тут идет об одном из косвенных методов обнаружения экзопланет.

Да практически все открытые на сегодняшний день экзопланеты - а их почти 1800! - были обнаружены тем или иным косвенным методом: экзопланет, выявленных прямым наблюдением, не наберется пока и полутора десятков. Связано это даже не столько с малыми размерами планет, сколько с тем, что они являются чрезвычайно слабыми источниками света в сравнении со звездами, вокруг которых обращаются. В среднем светимость звезды примерно в миллиард раз выше светимости ее планет.

Складной космический экран с фестонами по краю

Астрономы уже давно носятся с очевидной, казалось бы, идеей: разместить перед телескопом на некотором удалении от него некий щит или экран, который блокировал бы свет звезды и тем самым делал видимыми ее окрестности. Соответствующий проект NASA получил название New Worlds Mission (миссия "Новые миры"). Однако техническое решение, вроде бы само собой напрашивающееся, - плоский круглый экран, - тут не годится, говорит Стюарт Шаклан (Stuart Shaklan), ведущий инженер Лаборатории реактивного движения при Калифорнийском технологическом институте в Пасадине: "Края такого диска преломляют свет так, что вокруг него образуется довольно яркий ореол. Эти лучи попадают в объектив телескопа и засвечивают расположенные рядом объекты. А ведь мы хотим добиться прямо противоположного эффекта".

Этой цели должен послужить специальный экран, именуемый Starshade, то есть "звездная тень". Его-то теперь и разрабатывает группа инженеров во главе со Стюартом Шакланом. Ученый поясняет: "За последние лет десять мы детально изучили проблему и поняли, что экран должен быть другим. Он должен иметь изрезанный край, состоящий из множества отдельных лепестков, только это и позволит нам полностью затемнить объектив телескопа. Внешне такой экран напоминает подсолнечник".

Этот подсолнух диаметром ни много ни мало около 40 метров предполагается вывести в космос в сложенном виде и там развернуть.

Связка телескоп-экран с лазерным управлением

Очень важно обеспечить оптимальное расстояние между экраном и телескопом, говорит Сэра Сигер (Sara Seager), астрофизик Массачусетского технологического института в Кембридже близ Бостона: "Если разместить "звездную тень" слишком близко к телескопу, она заслонит и свет от экзопланет, и мы вообще ничего не увидим. Если же она окажется слишком далеко от телескопа, то не выполнит свое предназначение, не заслонит столько света от звезды, чтобы отчетливо проступили экзопланеты".

По оценкам разработчиков, скорее всего, это расстояние составит от 40 тысяч до 50 тысяч километров. Связь между телескопом и экраном будет поддерживаться с помощью модулированного лазерного луча, что позволит обеспечивать точное взаимное расположение космических аппаратов и оптимальное расстояние между ними за счет их собственных бортовых двигателей.

Пока, правда, неясно, в связке с каким именно космическим телескопом предстоит работать экрану-подсолнуху - то ли это будет один из уже существующих инструментов, то ли для этой цели потребуется разработать и вывести на орбиту специальный телескоп.

Перспективы интересны, но пока довольно туманны

"В отличие от других космических телескопов мы не можем испытать эту систему на Земле, ухе хотя бы из-за гигантского расстояния между двумя ее компонентами, - говорит Сэра Сигер. - Но мы изготовили уменьшенную в сто раз копию размером в несколько сантиметров. Оптические испытания на этой модели показали, что она позволяет так эффективно заслонить свет от яркого источника света, что становятся видны объекты, светимость которых в десять миллиардов раз слабее светимости основного источника". Для обнаружения экзопланет этого должно вполне хватить.

Тем временем на другой, более крупной модели "звездной тени" - диаметром 12 метров - был успешно испытан механизм, который раскроет экран в космосе. И даже первый "лепесток" будущего экрана в натуральную величину уже изготовлен из особого композиционного материала, армированного углеволокном.

Но это все - сугубо предварительные работы. Теперь дело за финансированием. Американское космическое агентство испытывает определенные финансовые трудности и вынуждено производить жесткий отбор программ, подлежащих осуществлению. Так что реализация данного проекта начнется не раньше 2017 года и продлится не менее пяти лет.