Teleskop po „tamtej” stronie Księżyca może być przełomem. Rozmawiamy z jego pomysłodawcą

Zanim jednak przejdziemy do samej rozmowy, kilka słów drogą wprowadzenia.

Wyobraź sobie, że jesteś astronomem badającym wszechświat przed 1610 rokiem, czyli jeszcze przed wynalezieniem teleskopu. Korzystasz co prawda z tego, że świat wieczorami i nocą jest naprawdę ciemny, dzięki czemu nocne niebo nie jest zanieczyszczone światłem miast, a na nieboskłonie nie uświadczysz sztucznych satelitów. Kiedy tylko na niebie nie ma Księżyca, rozlewa się nad tobą wyraźna smuga gwiazd, których jest tak dużo, że istotnie wygląda to jak „droga mleczna”. Wysnuwasz wnioski o wszechświecie na podstawie tego, co widzisz. Wydaje ci się, że już mniej więcej wiesz, o co chodzi. Wtem podchodzi do Ciebie Galileusz i mówi:

W jednej chwili wszechświat się powiększa. Okazuje się, że te gwiazdy, które widziałeś dotychczas to tylko część wszechświata. To tylko gwiazdy najjaśniejsze z tych, które znajdują się stosunkowo blisko nas. Za nimi są niezliczone miliardy innych, których dotychczas nie widzieliśmy. Wszechświat właśnie się powiększył.

Teleskop jest w powszechnym użyciu już od 400 lat. Zrewolucjonizował całą wiedzę o wszechświecie. To dzięki niemu naukowcy, zamiast ograniczać się do najbliższych gwiazd, zajrzeli niemal na sam koniec widzialnego wszechświata. Tym razem twoja wiedza jest wielokrotnie większa niż w czasach Galileusza, obserwujemy powstawanie pierwszych gwiazd, eksplozje supernowych w odległych galaktykach, mierzymy nawet tempo rozszerzania się wszechświata i potrafimy zlokalizować wiele czarnych dziur. Wtem… (a jakże) naukowcy postanawiają przetestować nowy wynalazek - detektor fal grawitacyjnych, czyli urządzenie, które czysto teoretycznie powinno być w stanie...

Nawet nie zdążysz dokończyć tej narracji, bo już podczas testów rejestrujesz pierwsze fale grawitacyjne! Nagle po raz kolejny otwiera się zupełnie nowe okno na wszechświat. Bez fal grawitacyjnych naukowcy za nic nie mogliby się dowiedzieć, jak wyglądają ostatnie sekundy przed zlaniem się dwóch czarnych dziur i jak wygląda proces zderzenia gwiazd neutronowych. W ten sposób, w jednym momencie wszechświat staje się bogatszy. Otwieramy oko, którym jeszcze nigdy na wszechświat nie patrzyliśmy.

Mamy 2021 rok, obserwujemy wszechświat za pomocą szerokiej palety instrumentów, największe budowane obecnie teleskopy naziemne będą w stanie nawet badać skład chemiczny planet krążących wokół innych gwiazd niż słońce. Teleskopy kosmiczne - takie jak TESS - wyszukują setki kolejnych planet tego typu, radioteleskopy… no dobrze, tu jest troszkę gorzej, bowiem legendarny radioteleskop w Arecibo uległ całkowitemu zniszczeniu, a dostęp do obecnie największego, chińskiego radioteleskopu FAST jest nieco ograniczony. Jednak detektory fal grawitacyjnych wykrywają coraz to nowe czarne dziury, od najmniejszych, przez średnie po supermasywne. Czego chcieć więcej?

W tym momencie na scenę wchodzi Saptarshi Bandyopadhyay, pracownik NASA, który chciałby otworzyć kolejne, nieznane dotąd oko na wszechświat.

Jego pomysł to Księżycowy Teleskop Kraterowy, a właściwie Lunar Crater Radio Telescope. Wstępnie opisałem ten projekt już kilka dni temu, ale jednak warto poświęcić mu trochę więcej czasu, bo pomysł jest, delikatnie mówiąc, nietuzinkowy, a potencjalne korzyści z jego realizacji ogromne.

Mówiąc najprościej, według zaproponowanej przez badacza koncepcji, NASA powinna wykorzystać jeden z licznych kraterów znajdujących się na niewidocznej z Ziemi stronie Księżyca do zbudowania w nim potężnego radioteleskopu.

Do realizacji pomysłu potrzebujemy:

Według wstępnych szacunków realizacja tak szalonego pomysłu przy wykorzystaniu obecnej technologii to koszt 3-6 mld dol. Z jednej strony sama kwota bez kontekstu brzmi astronomicznie. Należy jednak pamiętać, że chociażby łazik Perseverance, który od 18 lutego jeździ po Marsie, kosztował NASA ok. 3 mld dol. Można zatem stwierdzić, że LCRT nie odbiega jakoś szczególnie od typowego cennika NASA.

Radosław Kosarzycki, Spider's Web: Co nam da taki fantastyczny radioteleskop?

Saptarshi Bandyopadhyay, NASA: - LCRT mógłby obserwować wszechświat w pasmie fal o długości od 10 do 100 m. Fal o takiej długości z Ziemi nie da się obserwować, bowiem są one pochłaniane i odbijane przez jonosferę, a więc do powierzchni radioteleskopów znajdujących się na powierzchni Ziemi w ogóle nie docierają. Ludzkość nie ma pojęcia, jak wszechświat może wyglądać na falach dłuższych niż 10 m. Jeżeli uda się zbudować ten instrument, to staniemy przed serią potężnych odkryć.

Co ważne, LCRT miałby być umiejscowiony na niewidocznej z Ziemi stronie Księżyca, a więc w miejscu, z którego samej Ziemi nigdy nie da się zobaczyć. Oznacza to, że wszelkie fale emitowane przez ludzi na Ziemi w tym miejscu są niewidoczne.

Czy przy obecnej technologii jesteśmy w stanie zbudować taki radioteleskop na Księżycu, zważając na to, jakim wyzwaniem jest zrealizowanie kilkudniowej misji załogowej na Srebrny Glob?

Projekt tej skali - jeżeli w ogóle będzie realizowany - to zajmie bardzo dużo czasu. Jak na razie LCRT nie jest misją realizowaną przez NASA. NASA jedynie przyznała nam fundusze na dowiedzenie, że w ogóle ten projekt dałoby się zrealizować. Jeżeli nam się to uda, to wtedy LCRT stanie się dopiero kandydatem na misję.

Mocno bym się zdziwił, gdyby LCRT powstał, zanim przejdę na emeryturę. A jestem młodym naukowcem. Naprawdę jeszcze wiele wyzwań przed nami, zanim do tego dojdzie.

Czy zatem faktycznie 5 mld dol. to realistyczny koszt tak ambitnego projektu?

Słuszne pytanie. W drugiej fazie projektu będziemy się starali dokładniej przyjrzeć kwestii kosztów. Wstępne szacunki opierały się na danych z podobnych obszarów oraz bardzo ogólnych obliczeniach. Więcej o samym koszcie misji będziemy mogli powiedzieć po zakończeniu tej fazy finansowania projektu.

Wracając jednak do kwestii naukowych. LCRT będzie w stanie na długich falach obserwować bardzo wczesny wszechświat. Czy możliwe jest zatem, że to właśnie za jego pomocą będziemy w stanie odkryć jedne z pierwszych gwiazd, które w ogóle powstały we wszechświecie?

Tak! Więcej nawet - teoretycznie teleskop ten spoglądałby nie tylko na pierwsze gwiazdy, ale na przedział czasowy, w którym jeszcze żadne gwiazdy nie istniały.

Zatem co aktualnie dzieje się w kwestii projektu?

Oprócz szacowania kosztów misji, aktualnie skupiamy się na określaniu tego, co konkretnie chcielibyśmy obserwować i badać za pomocą tego teleskopu. Jednocześnie musimy opracować plan stworzenia samego instrumentu, tzn. opisać dokładnie, jak zamierzamy jego elementy wynieść na orbitę, dostarczyć na Księżyc i tam poskładać w całość tak, aby móc rozpocząć wyżej określone badania.

Ta faza projektu powinna zakończyć się za około dwa lata. Wtedy będziemy mieli gotową propozycję misji dla NASA. Wtedy zostanie jedynie trzymać kciuki, aby NASA wybrała ten projekt do realizacji.