Работа над миссией NASA, которая нанесет на карту звездного неба 450 миллионов галактик идет полным ходом. Сокращенно от Specto-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization, and Ices Explorer, SPHEREx напоминает по форме мегафон, но гораздо большего размера.
Его высота составляет почти 2,6 метра, а ширина — почти 3,2 метра. Отличительную форму обсерватории придают конусообразные фотонные щиты, которые собираются в чистой комнате Лаборатории реактивного движения (JPL) NASA в Южной Калифорнии.
Три конуса, каждый из которых расположен внутри другого, будут окружать телескоп SPHEREx, защищая его от света и тепла Солнца и Земли. Космический аппарат будет обходить каждый участок неба, сканируя его, и каждый год будет составлять две карты всего неба.
«SPHEREx должен быть достаточно маневренным, потому что космический корабль должен двигаться относительно быстро, сканируя небо», — сказала Сара Суска из Лаборатории реактивного движения (JPL), заместитель менеджера по полезной нагрузке и инженер по системам полезной нагрузки миссии. Внешне телескоп выглядит внушительным, но на самом деле он достаточно легкий. Его щиты состоят из слоев, что напоминает сэндвич. Снаружи — алюминиевые листы, а внутри — алюминиевая сотовая конструкция, похожая на картон — легкая, но прочная.
После своего запуска, который должен состояться не позднее апреля 2025 года, SPHEREx поможет ученым лучше понять, откуда взялась вода и другие ключевые ингредиенты, необходимые для жизни. Для этого миссия будет измерять содержание водяного льда в межзвездных облаках газа и пыли, где рождаются новые звезды и из которых в конечном итоге формируются планеты. Он будет изучать космическую историю галактик, измеряя коллективный свет, который они излучают. Эти измерения помогут выяснить, когда начали формироваться галактики и как их формирование изменилось с течением времени. Наконец, составив карту расположения миллионов галактик относительно друг друга, SPHEREx будет искать новые подсказки о том, как быстрое расширение Вселенной произошло через долю секунды после Большого взрыва.
SPHEREx будет обнаруживать инфракрасный свет, диапазон длин волн которого больше, чем видимый человеческому глазу свет.
Сердцем SPHEREx, конечно же, является телескоп, который собирает инфракрасное излучение от удаленных источников с помощью трех зеркал и шести детекторов. Основание телескопа наклонено таким образом, чтобы он мог видеть как можно большую часть неба, оставаясь при этом под защитой фотонного щита.
Построенный компанией Ball Aerospace, телескоп прибыл в мае в Калифорнийский технологический институт в Пасадене, где он был интегрирован с детекторами и излучателем. Затем инженеры JPL провели вибрационные испытания. Далее в Калифорнийском институте ученые подтвердили, что его зеркала находятся в фокусе после вибрационных испытаний.
Инфракрасное «видение» SPHEREx
Зеркала внутри телескопа SPHEREx собирают свет от удаленных объектов, но именно детекторы могут «видеть» инфракрасные волны, которые миссия будет пытаться наблюдать.
Звезда, подобная нашему Солнцу, излучает весь диапазон видимых длин волн, поэтому она кажется практически белой. Призма разбивает этот свет на составляющие его длины волн — спектр. Это называется спектроскопией.
SPHEREx будет использовать фильтры, установленные поверх своих детекторов, для проведения спектроскопии. Каждый фильтр размером всего с крекер кажется переливающимся невооруженным глазом и имеет несколько сегментов, которые блокируют все волны инфракрасного света, кроме одной определенной длины волны. Каждый объект, который наблюдает SPHEREx, будет отображаться каждым сегментом, что позволит ученым видеть определенные инфракрасные длины волн, излучаемые этим объектом, будь то звезда или галактика. Всего телескоп может наблюдать более 100 различных длин волн.
И на основе этого SPHEREx создаст карты Вселенной, непохожие ни на одну из предыдущих.
