Posted by ჩვენი გალაქტიკა, შესაძლოა, სავსე იყოს დასახლებული პლანეტებით. ერთ-ერთი მათგანისთვის სურათის გადასაღებად მეცნიერთა ჯგუფი მზის გიგანტურ ობიექტივად გამოყენებას გეგმავს (wired.com).
არცთუ ისე დიდი ხნის წინ მხოლოდ მზის ირგვლივ მოძრავ პლანეტებს ვიცნობდით. მაგრამ ბოლო ოციოდე წელიწადში ასტრონომებმა ათასობით ეგზოპლანეტა აღმოაჩინეს და დაასკვნეს, რომ ამგვარ პლანეტთა რაოდენობა ჩვენს გალაქტიკაში ვარსკვლავთა რაოდენობას უნდა აჭარბებდეს. ამ უცხო სამყაროთაგან ბევრს ფანტასტიური თვისებები აქვს – პლანეტისხელა ლავური ოკეანეებით დაწყებული და რკინის საწვიმარი ღრუბლებით დამთავრებული, ზოგის გარემო კი გასაოცრად ჰგავს დედამიწისეულს. ამ შორეულ სამყაროთა უშუალოდ მონახულებას, ალბათ, ვერასდროს შევძლებთ, მაგრამ ერთმა თამამმა კოსმოსურმა მისიამ, შესაძლოა, მათი „შორით ხილვის“ და „შორით ტკბობის“ საშუალება მოგვცეს.
ამა წლის აპრილის დასაწყისში NIAC-მა (NASA Innovative Advanced Concept program – ნასა-ს უახლეს მოწინავე კონცეფციათა პროგრამამ) მეცნიერთა კოჰორტა წარადგინა, რომლებიც მომდევნო წლის განმავლობაში იმ მისიათა კონცეფციებს შეიმუშავებენ, რომელთა დასახელება სამცნიერო ფანტასტიკიდან გადმოწერილს ჰგავს. NIAC-ის წლევანდელ საგრანტო პროგრამებს შორის იქნება ისეთი პროექტები, როგორიცაა მთვარის კრატერის გიგანტურ რადიოტელესკოპად ქცევა, ანტიმატერიის დამჭერი სისტემების შექმნა, ასტეროიდის შიდა გარემოს კარტოგრაფირება და სხვა. მაგრამ ყველაზე გამაოგნებელი მაინც NASA-ს რეაქტიულ გამოკვლევათა ლაბორატორიაში მომუშავე ფიზიკოსის, სლავა ტურიშჩევის პროექტია, რომელიც მზის გიგანტურ ობიექტივად გამოყენებას ითვალისწინებს ეგზოპლანეტისთვის მაღალი გარჩევადობის სურათის გადასაღებად.
ეს იდეა საუკუნის წინ ალბერტ აინშტაინის მიერ შემუშავებულ თეორიას ეფუძნება, რომელმაც დაასაბუთა, რომ ვარსკვლავის მიზიდულობა სხვა მნათობიდან წამოსულ სინათლის სხივს გადახრის და, ამგვარად, გიგანტურ ლინზად გვევლინება. თუ ამ ლინზის ფოკუსში აღმოჩნდებით, სადაც გადახრილი სხივები იყრიან თავს, „მზის გრავიტაციული ლინზა“ მნიშვნელოვნად გაადიდებს ზუსტად მზის უკან მდებარე მნათობის გამოსახულებას. აინშტაინის მიერ თეორიულად ნაწინასწარმეტყველები გრავიტაციული ლინზირება სადღეისოდ უკვე უტყუარი ფაქტია და გალაქტიკებსა და გალაქტიკურ გროვებს კოსმოლოგები რეგულარულად იყენებენ გრავიტაციულ ლინზებად მათ უკან მდებარე ობიექტებზე დასაკვირვებლად.
ტურიშჩევის გეგმა ამ ეფექტის გამოყენებას ითვალისწინებს და განზრახულია მზიური გრავიტაციული ლინზის ფოკუსში, მზიდან დაახლოებით 60 მილიარდი მილით (96 მილიარდი კილომეტრით) დაშორებულ წერილში ტელესკოპის გაგზავნა, რომელმაც სურათი უნდა გადაუღოს ჩვენგან დაახლოებით 100 სინათლის წლით დაშორებულ დედამიწისმაგვარ ეგზოპლანეტას (ვინძლო – დასახლებულს). გამოთვლების თანახმად, მზის გრავიტაციული ლინზის ფოკუსში „ჰაბლის“ ცნობილ ტელესკოპზე დაახლოებით სამჯერ პატარა ტელესკოპს თუ გავგზავნით, იგი რამოდენიმე წლის განმავლობაში პერიოდული ფოტოგრაფირებისას შეძლებს ეგზოპლანეტის მეგაპიქსელიანი ფოტოს შექმნას. თუ ეგზოპლანეტა დედამიწის ზომისა იქნა, თითოეული პიქსელი დაახლოებით 35 კვადრატული კილომეტრის ფართობს დაფარავს. ტურიშჩევის თქმით, ამგვარი სიზუსტე მნიშვნელოვნად აღემატება „დედამიწის ამოსვლის“ ცნობილი ფოტოს სიზუსტეს, რომელიც „აპოლონ 8“- ის ეკიპაჟმა 1968 წლის შობა დილას მთვარის ორბიტიდან გადაუღო დედამიწას და რომელი სიზუსტეც სავსებით საკმარისია პლანეტის ზედაპირზე სიცოცხლის კვალის აღმოსაჩენად.
„პროექტის ყველა მონაწილის უმთავრესი მოტივაცია ამ იდეის სამეცნიერო ფანტასტიკიდან რეალობაში გადმოტანაა, რომ უკვე ჩვენი თაობის ადამიანებმა შეძლონ უცხო სამყაროთა ფოტოების ხილვა“ – ამბობს ტურიშევი. „“მარტონი ვართ?“ – ამ კითხვას ყველა სვამს და ეგებ ჩვენმა თაობამ მასზე პასუხის გაცემაც კი შეძლოს“.
უცხოპლანეტელთა ფოტოგრაფირება მაცდუნებელი იდეაა, მაგრამ ამ მისიის გახორციელბას ურთულესი გამოწვევები ახლავს. დავიწყოთ სიშორით: 96 მილიარდი კილომეტრი დაახლოებით 16-ჯერ აღემატება პლუტონამდე მანძილს. სინათლის სიჩქარით მოგზაურობისას ამ მანძილის დასაფრად სამი დღე იქნებოდა საჭირო. „ვოიაჯერ 1“, რომელიც ადამიანის მიერ შექმნილი უშორესი ობიექტია და 40-ზე მეტი წელია რაც მოგზაურობს, მხოლოდ 21 მილიარდი კილომეტრით დაგვშორდა.
ტელესკოპისთვის ზუსტი ადგილის შერჩევაც ურთულესი გამოწვევაა. ჩვეულებრივი ოპტიკური ლინზისგან განსხვავებით, მზის გრავიტაციულ ლინზას ზუსტად გასაზღვრული წერტილოვანი ფოკუსი არ აქვს, ამის ნაცვლად არსებობს ე.წ. ფოკალური სხივი, რომელიც მზიდან დაახლოებით 80 მილირდი კილომეტრიდან იწყება და კოსმოსში უსასრულოდ გრძელდება. წარმოიდგინეთ 96 მილიარდი კილომეტრის სიგრძის მილი, რომლის დიამეტრი კილომეტრნახევარს არ აღემატება. სწორედ ამგვარ უწვრილეს წარმოსახვით მილში უნდა განთავსდეს ტელესკოპი, რომ მის კამერაზე და მზის ცენტრზე გამავალმა წარმოსახივითმა წრფემ ზუსტად ეგზოპლანეტის გადასაღებ რეგიონზე გაიაროს.
.jpg)
ეგზოპლანეტის ფოტოგამოსახულების მისაღებად ტელესკოპმა ამ ვიწრო წარმოსახვით მილში უნდა იმოძრაოს და სხვადასხვა მდებარეობებიდან პლანეტის ზედაპირის სხვადასხვა რეგიონს გადაუღოს ფოტო. თითოეული განსხვავებული მდებარეობა თითო პიქსელს შეესაბამება, ამდენად, ტელესკოპის მოძრაობა უაღრესად დიდ სიზუსტეს მოითხოვს და არჩეული მდებარეობის სიზუსტე მან ექსპოზიციის მთელი დროის განმავლობაში უნდა შეინარჩუნოს, რომლის ხანგრძლივობა რამდენიმე წუთიდან რამდენიმე საათამდე შეიძლება მერყეობდეს.
სირთულეები ამით არ მთავრდება. მზის გრავიტაცია გამოსახულებას კი ადიდებს, მაგრამ ჩვეულებრივი ობიექტივის ლინზისგან განსხვავებით, იგი ვერ იძლევა ერთიან სურათს. გამოსახულება მზის კიდეზე წრიულად იდღაბნება მანათობელ წრიულ გვირგვინად (ე.წ. „ჰალოდ“), რომელსაც აინშტაინის რგოლი ეწოდება. ეს ჰალო მზის გვირგვინში (მზის კორონაში) ჩანს, რომელიც მზის ატმოსფეროს ყველაზე ცხელ, გარე ფენას წარმოადგენს და თავის მხრივ, ამახინჯებს კიდეც გამოსახულებას და საკუთარი ნათებითაც ჩრდილავს. საბოლოო გამოსახულების ყოველ პიქსელს აინშტაინის საკუთარი რგოლი შეესაბამება, რომელიც უშუალოდ გადასაღები რეგიონიდან არეკვლილი სუსტი სინათლის და მთელი პლანეტიდან წამოსული სინათლის ნარევია. სრული სურათის მისაღებად ტელესკოპმა მზის კაშკაშა კორონას ფონზე უნდა დააფიქსიროს აინშტაინის რგოლის სუსტი სიგნალი ყოველი პიქსელისთვის, მერე ჰალოს გადღაბნილი გამოსახულება სპეციალური ალგორითმის გამოყენებით დაამუშაოს, წერტილოვანი გამოსახულების მისაღებად საჭირო მონაცემები გამოჰყოს და მეგაპიქსელიანი სურათის შესაქმნელად ეს ყველაფერი მილიონჯერ უნდა გაიმეოროს.
ურთულეს გამოწვევათა დასაძლევად ტურიშჩევს და მის კოლეგებს უნიკალური მისია უნდა დაეგეგმათ. ადამიანის სიცოცხლის ხანგრძლივობის ტოლ დროში 96 მილიარდ კილომეტრზე მოგზაურობა ჩვეულებრივი რეაქტიული ძრავების მეშვეობით შეუძლებელია. მათ ნაცვლად ტურიშჩევს სურს პატარა ხომალდების ფლოტილია გამოიყენოს, რომელთაგან თითოეული ჩვეულებრივი საოჯახო მიკროტალღოვანი ღუმელის ზომის იქნება და მზის აფრებით აღიჭურვება. კოსმოსურმა ხომალდმა მოგზაურობა მზესთან ახლოს, 10 მილიონ კილომეტრზე ჩავლით უნდა დაიწყოს. მზის გრავიტაცია და მზის აფრებზე ზურგის ქარის მსგავსად მოქმედი მზის სინათლე ააჩქარებს ხომალდს და 480 000 კმ/სთ სიჩქარეს შესძენს. მზესთან უკანასკნელი ჩავლისას დაახლოებით ასეთ სიჩქარეს უკვე მიაღწია ცოტა ხნის წინ გაშვებულმა Parker Solar Probe-მა, რომელიც დღესდღეობით ადამიანის მიერ შექმნილი უსწრაფესი კოსმოსური ხომალდია.
ამ სიჩქარით მოძრაობისას ვარსკვლავთშორის სივრცეში მდებარე მზის ფოკალურ რეგიონს ხომალდი 25 წელიწადში მიაღწევს. ფლოტილიის ყოველი ხომალდი ტელესკოპის რაღაც ნაწილს წაიღებს და გზად ისინი ერთიან ტელესკოპად შეიკვრებიან. დანიშნულების ადგილს რომ მიაღწევს, ტელესკოპი ხელოვნურ ინტელექტს უნდა დაეყრდნოს: მარტივი მანიპულაციებისთვის დედამიწიდან ბრძანებების მისაღებად ლამის ოთხდღიანი ლოდინი მიუღებელია. მას ასევე დასჭირდება მძლავრი ბორტკომპიუტერი მონაცემთა გასაგებად საჭირო სიგნალთა გასაანალიზებლად.
მისიასთან დაკავშირებით უამრავი კითხვა ისმის, მაგრამ ტურიშჩევი დარწმუნებულია, რომ მის განსახორციელებლად საჭირო ტექნოლოგიები უკვე არსებობს. მრავალჯერადი გამოყენების რაკეტებმა მნიშვნელოვნად გააიაფა კოსმოსში გასვლა. მომცრო თანამგზავრები რეგულარულად გამოიყენება შორეული კოსმოსის კვლევით მისიებში. „ვოაიჯერის“ ხომალდები მშვენივრად გრძნობენ თავს ვარსკვლავთშორის სივრცეში. და ბოლოს, კოსმოსში ტელესკოპის აწყობასაც დღედღეზე ველით. „ვფიქრობ, ჩვენს ხელთ არსებული ტექნოლოგიებით უკვე შეგვიძლია ვაწარმოოთ დაკვირვებები“ – ამბობს ტურიშჩევი.
NIAC-ის გრანტები ეტაპობრივად გაიცემა, დაწყებული პირველი ეტაპით (რომელიც ოდნავ მეტს მოითხოვს, ვიდრე, უბრალოდ, იდეის გაცხადებაა), დამთავრებული მესამე ეტაპით, რომელიც იდეის იმ დონეზე დახვეწას გულისხმობს, რომ უკვე შეიძლება მისიის გეგმად ჩაითვალოს. ეგზოპლანეტის ფოტოგრაფირების ტურიშჩევისეული გეგმა მხოლოდ მესამეა NIAC-ის ისტორიაში, რომელმაც მესამე საგრანტო ეტაპს მიაღწია.
მაგრამ ტურიშჩევის ოპტიმიზმის ყველა როდი იზიარებს. პონტუს ბრანდტი ჯონ ჰოპკინსის უნივერსიტეტის გამოყენებითი ფიზიკის ლაბორატორიის ფიზიკოსია, რომელიც ასევეა ჩართული ნასა-ს ვარსკვლავთშორისი მისის კონცეფციის შემუშავებაში. იგი აღიარებს, რომ ტურიშჩევის მიერ შემოთავაზებული პროექტი „თერიულად ფრიად მიმზიდველია“, მაგრამ მისი თქმით „უამრავი „წყალქვეშა“ დაბრკოლება არსებობს, რომელთაც, შესაძლოა, იდეის პრაქტიკული განხორციელება შეუძლებელი გახადოს“. სახელდობრ, იგი აყენებს ტელესოპის დამიზნების სიზუსტის საკითხს, რომელიც, ბრანდტის შეფასებით, დაახლოებით 300-ჯერ უნდა აღემატებოდეს ჰაბლის ცნობილი ტელესკოპის დამიზნების სიზუსტეს, თან, ეს ყველაფერი ამ ახალმა ტელესკოპმა თვითონ უნდა მოახერხოს, დედამიწიდან დაუხმარებლად, უშორეს ვარსკვლავთშორის სივრცეში.
ასევე სკეპტიკურადაა ბრანდტი განწყობილი იმის თაობაზე, მოხერხდება თუ არა მზის აფრისთვის შესაბამისი მასალის შერჩევა, რომელმაც უაზრმაზარ აჩქარებას და ვარსკვლავთშორისი სივრცის ექსტრემალურ ტემპერატურას უნდა გაუძლოს. „ქოლგასავით გადატყდება“, ამბობს ბრანდტი.“მექანიკურმა სტრუქტურამ უზარმაზარ ძალას უნდა გაუძლოს და მე ვერ ვხედავ პრობლემის გადაწყვეტის გზას“.
პრობლემაა სამიზნის შერჩევაც, რომელიც, ტურიშჩევის თქმით, დედამიწისმაგვარი ეგზოპლანეტა უნდა იყოს. არავის სურს უზარმაზარი დრო და მატერიალური რესურსი, რაც მისიის განსახორციელებლადაა საჭირო, ცივი და მკვდარი სამყაროს ფოტოსურათის გადასაღებად დაიხარჯოს. მაგრამ დღესდღეობით აღმოჩენილ ათასობით ეგზოპლანეტათაგან მხოლოდ რამოდენიმეა დაახლოებით დედამიწის ზომის კლდოვანი პლანეტა, ანუ ისეთი, რომელიც შეიძლება დასახლებული იყოს. იმის განსაზღვრაც კი, თუ რას შეიძლება ეწოდოს დასახლებული პლანეტა, გაცხოველებული კამათის საგანია, ამბობს ნიკოლ ლუისი, კორნელის უნივერსიტეტის ასტრონომი, რომელიც ეგზოპლანეტების ატმოსფეროს სწავლობს. მისი თქმით, ეგზოპლანეტებზე მონადირე ბოლო თაობის ტელესკოპები, როგორიცაა, მაგალითად, „ტრანზიტული ეგზოპლანეტების დასამზერი თანამგზავრი“ (Transiting Exoplanet Survey Satellite) და ახლო მომავალში გასაშვები „ჯეიმს ვების კოსმოსური ტელესკოპი“ (James Webb Space Telescope), დაეხმარება ასტრონომებს ბევრი ისეთი ახალი ეგზოპლანეტის აღმოჩენაში, რომელნიც ჩვენს მზეზე უფრო პატარა ვარსკვლავების გარშემო მოძრაობენ. „მზის ზომის ვარსკვლავების გარშემო, ე.წ. დასახლებულ ზონაში მოძრავი დედამიწის ზომის ეგზოპლანეტების აღსაწერად და მათთვის „დასახლებულის“ დასარქმევად, როგორც ჩანს, მომავლის მოწყობილობების შექმნას უნდა დაველოდოთ, რომლებიც ახალ ტექნოლოგიებს გამოიყენებენ“ – ამბობს ლუისი.
NIAC-ის მესამე საგრანტო ეტაპზე ტურიშჩევი და მისი კოლეგები მისიასთან დაკავშირებულ მრავალი ტექნოლოგიური პრობლემის გადაწყვეტაზე იმუშავებენ. ტურიშჩევის თქმით, მათი ერთ-ერთი მიზანი რამოდენიმე წელიწადში სადემონსტრაციო მოდელის შექმნა და კოსმოსში გაშვებაა. სადემონსტრაციო პროექტი მოიცავს მოდელის აღჭურვას მზის აფრებით, მათი მეშვეობით მოდელის დიდ სიჩქარემდე აჩქარებას და მზის სიტემის რომელიმე ობიექტის ფოტოგრაფირებას. კარგ სამიზნედ გამოდგებოდა, მაგალითად, მზის სისტემის გარედან მოსული რომელიმე ობიექტი, და კარგი იქნებოდა, თუ სადემონსტრაციო მოდელი ამგვარ ობიექტს ხანგრძლივად დააკვიდებოდა მოძრაობაში.
„გაგვეხარდებოდა, მესამე საგრანტო ეტაპის დასრულებისას ნასა და მისი სამრეწველო პარტნიორები სადემონსტრაციო მოდელს თუ დაგვიკვეთავდნენ“ – ამბობს ტურიშჩევი – „გვსურს, რაც შეიძლება დავუახლოვდეთ რეალიზაციის ეტაპს“.
არანაირი გარანტია არ არსებობს, რომ ეგზოპლანეტის ფოტოგრაფირების პროექტი განხორციელდება, მაგრამ თუ ნასა გადაწყვეტილებას მიიღებს, მისი დაწყება უკვე 2030-იანი წლების დასაწყისში იქნება შესაძლებელი. ეს კი ნიშნავს, რომ 25-წლიანი მოგზაურობის და ფოტოგრაფირების რამდენიმე წლის ჩათვლით, სავარაუდოდ, უკვე 2060-იან წლებში შეიძლება გვქონდეს უცხო პლანეტის მაღალი გარჩევადობის ფოტო. ეს ერთ-ერთ ყველაზე ამბიციური მისია იქნებოდა და წარმატების შანსებიც დიდია. ეს მისია რევოლუციურად შეცვლიდა სამყაროს გააზრებას და სამყაროში ჩვენი ადგილის გააზრებას. „ამგვარი რამეები სწორედ სლავასნაირი მეოცნებეების წყალობით თუ მოხდება“- ამბობს ბრანდტი. „ზოგჯერ ოცნება მეტისმეტად გიჟურია საიმისოდ, რომ ახდეს, მაგრამ ის ისეთი მეოცნებეა, რომელიც არ ნებდება“ (მზის სისტემის ზომის ტელესკოპი – გრავიტაციული ლინზა; არაგოსკოპი).
თარგმნა ნიკოლოზ ნანობაშვილმა.