Гибридная Обсерватория для Землеподобных Экзопланет: интеграция звездозащитного экрана с наземными телескопами

Основная задача в поиске экзопланет заключается в обнаружении миров, аналогичных Земле, обладающих условиями, необходимыми для зарождения жизни. Прямое изображение таких планет, достигаемое путем блокирования света их родительской звезды, на данный момент составляет лишь около 1,5 процента от всех подтвержденных открытий, что в значительной степени обусловлено атмосферной турбулентностью Земли.

Концепция Гибридной Обсерватории для Землеподобных Экзопланет (HOEE) предлагает усовершенствование этого процесса, объединяя орбитальный звездозащитный экран (starshade) с мощными наземными телескопами. Этот гибридный подход, подробно описанный в публикациях, например, в журнале Nature Astronomy, нацелен на смягчение атмосферных искажений и достижение контрастности порядка 10

-10

Концепция HOEE получила финансирование от программы НАСА по Инновационным Передовым Концепциям (NIAC), курируемой Директоратом НАСА по Космическим Технологиям (STMD). Финансирование мотивировано необходимостью выйти за рамки зависимости исключительно от крупных космических телескопов, таких как JWST. HOEE предусматривает размещение 99-метрового звездозащитного экрана на орбите для создания тени на наземных телескопах следующего поколения, включая ELT, GMT и TMT. Передовая адаптивная оптика на таких инструментах, как ELT, способна корректировать атмосферную турбулентность, обеспечивая четкое изображение даже при умеренных погодных условиях.

Цель состоит в том, чтобы идентифицировать десятки экзопланет размером с Землю и потенциально быстро охарактеризовать целые звездные системы, включая поиск биосигнатур, таких как кислород и вода, всего за один час на расстоянии до 7 парсеков. HOEE рассматривается как важнейшее дополнение к Обсерватории Обитаемых Миров (HWO), будущему флагманскому космическому телескопу, рекомендованному в Декадном Обзоре Астрономии и Астрофизики 2020 года (Astro2020). В отличие от HWO, запуск которого запланирован на 2040-е годы, HOEE задействует существенно большие наземные апертуры, что обеспечивает более высокое угловое разрешение и более быстрое время наблюдения.

Преимущество гибридного подхода HOEE заключается в том, что он преобразует требования к оптическому совершенству гигантских космических телескопов в задачи механики для пассивного объекта, работающего с уже построенными на Земле крупными телескопами. Для полной реализации концепции HOEE требуется дальнейшая проработка дизайна, тестирование и обеспечение финансирования для перехода от стадии NIAC к функциональной системе. Звездозащитный экран диаметром 99 метров должен будет находиться на высокоэллиптической орбите, соответствующей скорости телескопа, при этом для каждой целевой звезды потребуется отдельная орбита.