Научные группы Великобритании разрабатывают систему формирования изображений для космического телескопа NASA под названием Habitable Worlds Observatory. Основной задачей аппарата станет обнаружение землеподобных экзопланет и анализ их атмосферы на наличие биосигнатур. Запуск миссии планируется на начало 2040-х годов в рамках новой флагманской программы агентства.
Консорциум исследователей возглавляет Университетский колледж Лондона при участии специалистов из Портсмутского университета, отделения RAL Space, Астрономического технологического центра Великобритании и Даремского университета. Технические подробности проекта появились в публикации научного издания ssbcrack девятого ноября. Профессор Даремского университета Ричард Мэсси охарактеризовал разрабатываемую систему как инструмент для астрономических исследований двадцать первого века.
Космическая обсерватория получит коронограф для блокировки излучения звезд, что позволит регистрировать слабый свет от каменистых планет земного типа. Астрономы смогут измерять массу экзопланет и определять химический состав их атмосферы с поиском молекулярных маркеров вроде кислорода и метана. Дополнительные научные задачи включают наблюдение столкновений астероидов в Солнечной системе, исследование черных дыр и изучение природы темной материи.
Проблема обнаружения землеподобных экзопланет связана с их близким расположением к материнским звездам, чье излучение полностью доминирует над отраженным светом планет. Коронограф функционирует как оптический экран, который подавляет звездный свет и позволяет выделить сигнал от планет. Технология требует исключительно высокой точности позиционирования и стабильности оптической системы.
Проект Habitable Worlds Observatory представляет собой развитие концепции телескопа «Хаббл» с адаптацией для задач экзопланетологии. Современные инструменты типа телескопа «Джеймс Уэбб» способны анализировать атмосферы газовых гигантов и суперземель, но не обладают достаточным разрешением для изучения планет земной группы у звезд солнечного типа.
Коронографы предыдущего поколения демонстрировали эффективность подавления звездного света на уровне 10^-5, тогда для обнаружения аналогов Земли требуется показатель не менее 10^-10. Это обусловлено разницей в яркости между звездой и планетой, которая для системы Земля-Солнце составляет примерно 10 миллиардов раз в видимом диапазоне спектра.
Анализ атмосферных биосигнатур основан на поиске химических дисбалансов, которые могут указывать на биологическую активность. Кислород в высокой концентрации представляет особый интерес, поскольку его присутствие в атмосфере Земли является прямым следствием фотосинтеза. Метан также рассматривается как потенциальный биомаркер, хотя он может иметь и абиогенное происхождение.
Планируемый срок эксплуатации обсерватории составит не менее десяти лет, что позволит провести систематический обзор тысяч звезд солнечного типа в радиусе 100 световых лет от Земли. Статистические модели предсказывают обнаружение нескольких десятков планет с условиями, потенциально пригодными для жизни.
Финансирование проекта осуществляется в рамках долгосрочной стратегии NASA по поиску внеземной жизни, которая включает также миссии по исследованию ледяных спутников Юпитера и Сатурна. Бюджет разработки оценивается в 11 миллиардов долларов, что сопоставимо со стоимостью телескопа «Джеймс Уэбб».
