Pierwszy radioteleskop na niewidocznej stronie Księżyca już za dwa lata. To może być przełom
Jeżeli wszystko pójdzie dobrze, to już za dwa lata astronomowie zyskają zupełnie nowe oczy na jeden z najwcześniejszych etapów historii wszechświata, ten w którym dopiero formowały się pierwsze gwiazdy i galaktyki. Będzie to możliwe dzięki umieszczeniu nowego obserwatorium w bardzo nietypowym miejscu.
Mowa tutaj o amerykańskim instrumencie Lunar Surface Electromagnetics Experiment-Night (LuSEE-Night), który na pokładzie prywatnego lądownika księżycowego ma pod koniec 2025 roku wystartować w kierunku niewidocznej z Ziemi strony Księżyca. To tam po wylądowaniu i rozłożeniu LuSEE-Night będzie w stanie nasłuchiwać przestrzeni kosmicznej tak, jak nie jest w stanie tego robić żaden radioteleskop na Ziemi.
O tym, że niewidoczna strona Księżyca byłaby idealnym miejscem do prowadzenia obserwacji wczesnego wszechświata i tym samym powinno się na niej stawiać mniejsze i większe radioteleskopy mówi się od lat. Problem jednak w tym, że jak na razie nie posiadamy technologii pozwalającej na sprawne budowanie jakichkolwiek instalacji w tym miejscu.
Wystarczy tutaj przypomnieć, że jak dotąd jedynym obiektem, który wylądował na niewidocznej stronie naszego naturalnego satelity jest chiński łazik Yutu 2, który dotarł tam na pokładzie sondy Chang’e 4. Od niewielkiego łazika do dużego radioteleskopu jednak daleka droga.
Paradoksalnie trudności związane z lądowaniem i operowaniem czymkolwiek na niewidocznej stronie Księżyca są spowodowane tym samym co stanowi największą zaletę tego miejsca.
Dlaczego właśnie niewidoczna z Ziemi strona Księżyca?
Księżyc, jak wiadomo, zawsze zwrócony jest do Ziemi tą samą stroną. Oznacza to, że astronauta stojący na środku widocznej z Ziemi strony Księżyca będzie zawsze widział Ziemię, niezależnie od tego czy na Księżycu będzie dzień, czy noc. Słońce będzie się pojawiało i znikało, ale Ziemia będzie zawsze w zasięgu jego wzroku.
Siłą rzeczy zatem jeżeli postawimy astronautę po drugiej stronie Księżyca, Ziemia nie będzie stamtąd widoczna nigdy. Ponownie, Słońce będzie się pojawiało, dzień będzie trwał 14 dni, po nim będzie następowała trwająca kolejne 14 dni noc. Ziemia natomiast nigdy nie będzie się pojawiała, zawsze będzie po drugiej stronie Księżyca.
Mieszkańcy Ziemi na skutek rozwoju technologicznego nauczyli się emitować w przestrzeń kosmiczną olbrzymie ilości promieniowania w pełnym zakresie widma: radio, telewizja, internet, satelity. Wszystkie te instrumenty bezustannie emitują w otoczeniu Ziemi całkiem dużo „hałasu”. Jednak astronauta, czy też radioteleskop znajdujący się na niewidocznej z Ziemi stronie Księżyca tego całego szumu nie usłyszy. Osłonięty bowiem jest przed nim przez… sam Księżyc. To naprawdę jedyne radiociche miejsce w bliskiej nam przestrzeni kosmicznej.
To oczywiście stanowi pewien problem dla wszelkich znajdujących się na Ziemi operatorów instrumentów znajdujących się w tym miejscu. Nie ma bowiem możliwości nawiązania z nimi bezpośredniego kontaktu. Chińscy inżynierowie musieli wysłać za Księżyc satelitę Queqiao, który ze swojego położenia widzi zarówno Ziemię, jak i niewidoczną z Ziemi stronę Księżyca. Łazik Yutu 2 wysyła dane zebrane na Księżycu do Queqiao, a dopiero ten wysyła je na Ziemię. Z Ziemi polecenia do łazika wysyłane są dokładnie tą samą drogą.
LuSEE-Night - co będzie obserwował?
Budowa dużego radioteleskopu na Księżycu to pieśń odległej przyszłości. Mimo tego naukowcy postanowili stworzyć zminiaturyzowaną wersję takiego radioteleskopu, który najprawdopodobniej nie odkryje niczego przełomowego, ale doskonale posłuży do przetestowania technologii. Po wylądowaniu na powierzchni Księżyca spróbuje on nastawić ucho i wsłuchać się w promieniowanie pochodzące z okresu od 400 000 do 400 milionów lat po Wielkim Wybuchu, kiedy to dopiero formowały się pierwsze gwizdy i galaktyki. W tym celu jego instrumenty: anteny, odbiorniki radiowe i spektrometr będą nasłuchiwały bardzo słabych fal radiowych pochodzących z tzw. wieków ciemnych wszechświata.
Sukces tych obserwacji może skłonić agencje kosmiczne do rozważenia budowy większych instrumentów tego typu na Księżycu. Naukowcy wskazują, że mogłyby mieć one potencjał do odkrycia natury ciemnej energii czy lepszego zrozumienia procesów zachodzących tuż po powstaniu wszechświata.
LuSEE-Night i tak będzie miał przed sobą sporo wyzwań. Radioteleskop będzie musiał radzić sobie w bardzo nieprzyjaznym środowisku. W ciągu dnia księżycowego będzie musiał znosić temperatury rzędu 121 stopni Celsjusza, a obserwacje prowadzić w trakcie nocy księżycowej w -173 stopniach Celsjusza. Plan jest taki, aby instrument prowadził obserwacje przez dwa lata.
