ФОКАЛ (космический корабль)

FOCAL (аббревиатура от Fast Outgoing Cyclopean Astronomical Lens ) — предлагаемый космический телескоп , который будет использовать Солнце в качестве гравитационной линзы . Эффект гравитационной линзы впервые был получен Альбертом Эйнштейном . ^[1] а концепцию миссии к солнечной гравитационной линзе впервые предложил профессор фон Эшлеман , ^[2] и дополнительно проанализирован итальянским астрономом Клаудио Макконе. ^[3] и другие. ^[4]

Чтобы использовать Солнце в качестве гравитационной линзы, необходимо было бы отправить телескоп на минимальное расстояние в 550 астрономических единиц от Солнца. ^[3]^: 4–7 обеспечивая очень высокое усиление сигнала: например, на длине волны 203 ГГц усиление составляет 1,3·10 ¹⁵. ^[5] Макконе предполагает, что этого должно быть достаточно для получения детальных изображений поверхностей внесолнечных планет . ^[6]

Другое использование миссии

Даже не используя Солнце в качестве линзы, FOCAL мог бы выполнять различные, иначе невозможные измерения: можно было бы использовать отдельный телескоп для измерения расстояний до звезд с помощью параллакса , который, используя базовую линию в 550 а.е., измерял бы точное положение каждой звезды в Млечный Путь , ^[3]^: 18 позволяя совершать различные дальнейшие научные открытия. ^[3]^: 18–22 Он также мог бы изучать межзвездную среду , ^[3]^: 22 гелиосфера , ^[3]^: 27 наблюдать гравитационные волны , ^[3]^: 25 проверить возможное изменение гравитационной постоянной , ^[3]^: 25 наблюдать космический инфракрасный фон , ^[3]^: 26 охарактеризовать межпланетную пыль в пределах Солнечной системы , ^[3]^: 27–28 точнее измерить массу Солнечной системы ^[3]^: 26 и подобное.

Ограничения

FOCAL не требует каких-либо несуществующих технологий; однако он имеет различные ограничения. Космическая миссия такой продолжительности и расстояния никогда не предпринималась; для сравнения: зонды «Вояджер-1» и «Вояджер-2» на расстояниях 147 а.е. и 122 находились в 2019 году ^[7] Гравитационная линза будет изгибать объекты позади себя, поэтому изображения, полученные в телескоп, будет трудно интерпретировать. ^[5] FOCAL сможет наблюдать только те объекты, которые с его точки зрения находятся прямо за Солнцем, а это означает, что для каждого наблюдаемого объекта придется создавать новый телескоп. ^[3]^: 33^[5]

Критику технологии телескопа с гравитационными линзами дал Лэндис. ^[8] Некоторые из проблем, на которые указывает Лэндис, включают обсуждение интерференции солнечной короны , которая приведет к плохому соотношению сигнал/шум телескопа, большое увеличение цели, что затруднит проектирование фокальной плоскости миссии, и анализ собственной сферической аберрации объектива ограничит возможное разрешение.

Ссылки

^ Эйнштейн, Альберт (1936). «Линзоподобное действие звезды при отклонении света в гравитационном поле». Наука . 84 (2188): 506–507. Бибкод : 1936Sci....84..506E . дои : 10.1126/science.84.2188.506 . ПМИД 17769014 .
^ Эшлеман, В.Р. (1979). «Гравитационная линза Солнца: ее потенциал для наблюдений и связи на межзвездных расстояниях». Наука . 205 (4411): 1133–1135. Бибкод : 1979Sci...205.1133E . дои : 10.1126/science.205.4411.1133 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 17735051 . S2CID 27692082 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к ^л Макконе, Клаудио (9 июня 2009 г.). Глубокие космические полеты и связь: использование Солнца как гравитационной линзы . Берлин: Springer Science & Business Media . ISBN 9783540729426 . Проверено 18 января 2015 г.
^ Турышев, С.Г. и Андерссон, Б.Г., «Миссия 550-AU: критическая дискуссия» , Пн. Нет. Р. Астрон. Соц. 341, стр. 577–582 (2003).
^ Jump up to: ^а ^б ^с Хорост, Михаил (26 июня 2013 г.). «Телескоп на семьдесят миллиардов миль» . Житель Нью-Йорка .
^ Виллард, Рэй (10 января 2011 г.). «Используя Солнце как увеличительное стекло» . Архивировано из оригинала 19 мая 2014 г.
^ Самые далекие космические зонды.
^ Лэндис, Джеффри А., «Миссия к гравитационному фокусу Солнца: критический анализ», статья AIAA-2017-1679, Научно-технический форум и выставка AIAA 2017, Грейпвайн, Техас, 9–13 января 2017 г. Препринт на сайте arXiv.org (по состоянию на 24 декабря 2016 г.).

Внешние ссылки

Гилстер, Пол (18 августа 2006 г.). «ФОКАЛЬНАЯ Миссия: К гравитационной линзе Солнца» . Центаврианские мечты .
«Космическая миссия к гравитационному фокусу Солнца» . Обзор технологий Массачусетского технологического института . 26 апреля 2016 г.

[1] Эйнштейн, Альберт (1936). «Линзоподобное действие звезды при отклонении света в гравитационном поле». Наука . 84 (2188): 506–507. Бибкод : 1936Sci....84..506E . дои : 10.1126/science.84.2188.506 . ПМИД 17769014 .

[Eshleman1979-2] Эшлеман, В.Р. (1979). «Гравитационная линза Солнца: ее потенциал для наблюдений и связи на межзвездных расстояниях». Наука . 205 (4411): 1133–1135. Бибкод : 1979Sci...205.1133E . дои : 10.1126/science.205.4411.1133 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 17735051 . S2CID 27692082 .

[ESGL-3] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к ^л Макконе, Клаудио (9 июня 2009 г.). Глубокие космические полеты и связь: использование Солнца как гравитационной линзы . Берлин: Springer Science & Business Media . ISBN 9783540729426 . Проверено 18 января 2015 г.

[4] Турышев, С.Г. и Андерссон, Б.Г., «Миссия 550-AU: критическая дискуссия» , Пн. Нет. Р. Астрон. Соц. 341, стр. 577–582 (2003).

[NY-5] Jump up to: ^а ^б ^с Хорост, Михаил (26 июня 2013 г.). «Телескоп на семьдесят миллиардов миль» . Житель Нью-Йорка .

[6] Виллард, Рэй (10 января 2011 г.). «Используя Солнце как увеличительное стекло» . Архивировано из оригинала 19 мая 2014 г.

[7] Самые далекие космические зонды.

[8] Лэндис, Джеффри А., «Миссия к гравитационному фокусу Солнца: критический анализ», статья AIAA-2017-1679, Научно-технический форум и выставка AIAA 2017, Грейпвайн, Техас, 9–13 января 2017 г. Препринт на сайте arXiv.org (по состоянию на 24 декабря 2016 г.).

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]