Наш наносателит проправя пътя към нискобюджетните мисии в Космоса

Българска следа се появи и в опита за осъществяването на най-голямата мечта на човечеството - да намерим планета-близнак на Земята.

На фестивала “Ало, Космос”, който преди дни се проведе в София, един от гениалните инженери на НАСА - д-р Суати Мохан попита сами ли сме във Вселената. След което подчерта колко много зависи от отговора на този фундаментален въпрос. Преди много години същото питане имаше и гениалният физик Енрико Ферми:

“Къде са всички?”

“И в двата случая отговорът е зашеметяващ”, коментира с възторг фантастът Артър Кларк. Дали любопитството им ще бъде задоволено, все още не може да се каже, но именно на научния фестивал стана ясно, че българска компания за наносателити "Ендуросат" се впуска в мисия, която ще проправи пътя към нискобюджетните изследвания за търсене на живот извън Земята.

Ако начинанието TOLIMAN се увенчае с успех, това ще е истински портал към Космоса, защото все повече научни институции ще могат да си позволят да изпращат свои уреди около екзопланети, а данните ще растат лавинообразно. Само тогава ще може да се селектират най-перспективните “близнаци” на Земята и чак тогава НАСА и Европейската космическа агенция да инвестират целенасочено за конкретни проверки на място.

Зад мисията стоят Университетът в Сидни и Breakthrough Initiatives. Тази организация е основана през 2015 г. от технологичния милиардер Юри Милнър заедно с легендарния астрофизик и

приятел на Карл Сейгън

- Франк Дрейк. Но в тази впечатляваща компания е и Стивън Хокинг. Замисълът им е бил при достатъчно данни веднага към въпросната планета с обитаема зона да бъде изпратен нискобюджетен кораб, който да се движи с 20% от скоростта на светлината.

На сайта на инициативата е отбелязано, че е вариант да се използва и идеята на НАСА за специални лъчи - иновация, за която вече е осигурено финансиране. Тя се задвижва от лазер, при което разстоянието от 40 трилиона километра от Земята до съзвездието Алфа Кентавър може да бъде изминато за около 5 години. Нещо повече, технологията позволява да се пренася и полезен научен товар от над 1 тон. И евентуално сонда за вземане на проби.

От тази гледна точка предстоящата TOLIMAN ще е първата лястовичка, която ще открехне вратата, и неслучайно сега цялото внимание е концентрирано върху нея. Основната цел е да открие екзопланети със земна маса в орбитите около двете най-близки звезди, подобни на Слънцето: Алфа Кентавър A и B. Те

привличат човечеството от

векове с невероятната си яркост и с възможността да бъдат наблюдавани от Южното полукълбо.

Затова към мисията на Университета в Сидни и Breakthrough Initiatives сериозен интерес проявяват и астробиолозите, любопитни как двете слънца влияят на планетите около тях. Смята се, че около Алфа Кентавър А и В има поне няколко екзопланети в обитаемата зона. Тоест за тях има допускания, че може да има вода, атмосфера и подходяща биосфера. Учените смятат, че вероятността е голяма, тъй като наоколо няма кафяви джуджета или газови гиганти, а това означава, че шансовете там да има скалиста планета с подходящи условия са 75%.

За целта ще се използва изключително прецизен 9-сантиметров телескоп, а на фестивала “Ало, Космос” стана ясно, че нашата “Ендуросат” ще монтира на апаратурата миниатюрен наносателит. Залогът е голям, защото при успех изследванията в Космоса ще претърпят тектонични промени и можем само да гадаем в какви нови светове ще ни отведе поколението “Артемида”.

Учените ни в ЦЕРН разкриват големите загадки на Вселената

На 1 юли с ракетата Falcon 9 на SpaceX от Кейп Канаверал бе изстрелян “Евклид” - телескопът на Европейската космическа агенция с тегло 2 тона, височина 4,5 м и диаметър 3,1 м, който ще направи най-подробната и прецизна

3D карта на Вселената

Малцина у нас обаче знаят, че ЦЕРН и нашите учени там също са част от това вълнуващо изследване, чиято цел е да разгадае тайните на тъмната материя и тъмната енергия. Причината е, че най-добрите "ловци" на тези невидими загадки са именно там - в Европейската организация за ядрени изследвания. Неслучайно, ЦЕРН ще осигури и ключовия софтуер и компютърната инфраструктура за мисията, за да се обработват огромните количества данни, които оттук нататък ще постъпват.

Тъй като тъмната материя и енергия не може да се видят със сегашните телескопи, ще се използва “Евклид”, с който ще се проучват ефектите им върху видимата материя като измерването на техните червени премествания и др. С други думи, това ще е най-подробното изследване досега в резултат на сканиране на оптична светлина от

милиарди галактики

на разстояние до 10 милиарда светлинни години. Или една трета от небето. Целта е да се създаде карта през времето и пространството на структура на Вселената, а по този начин да се разгадае и какво точно се е случило малко след Големия взрив и защо оттогава Вселената се разширява с ускорени темпове. Както и дали той е бил преди 13,5 млрд. години, или много преди това. Причината за въпросите са и скорошни данни от телескопа “Джеймс Уеб”, който засече гигантски галактики, които са се образували 700-800 млн. години след Big Bang. Тъй като според сегашната теория това е невъзможно, то ако въпросните данни бъдат потвърдени, вероятно ще се търси или друга датировка за началото, или друго обяснение за произхода ни.

От тази гледна точка анализът на данните в ЦЕРН от “Евклид” ще е безценен, защото там ще наблюдават милиони високоенергийни сблъсъци на частици в секунда чрез научно-наземния сегмент (SGS). Затова още отсега смело може да се каже, че

през следващите 6 години

ни очакват много открития

и трябва да сме готови, че някои от тях могат да преобърнат надолу с главата сегашните ни теории.

Но ЦЕРН не спира пътешествието си в Космоса единствено с тази мисия. Еволюцията на Вселената е фундаментално предизвикателство пред организацията, а и пред съвременната физика. “24 часа” успя да се срещне виртуално с част от българските учени там по време на научния фестивала “Ало, Космос!”.

В ЦЕРН от 2011 г. с алфа-магнитния спектрометър AMS, инсталиран на Международната космическа станция, изучават космическите лъчи, като целта е да се разбере как те летят със скорост, близка до тази на светлината. Дали това не е свързано отново с антиматерията или с тъмната материя. По този проект вече са натрупани солиден обем данни от над 222 млрд. броя космически лъчи.

Улавянето им с детектора е истинско предизвикателство, тъй като температурите на Международната космическа станця са от минус 60 до плюс 80 градуса. Оттам данните за свойствата на частиците - тяхната маса, заряд, импулс и др. започват да се анализират, за да се установи дали не се забелязват някакви интересни аномалии.

“Центърът за управление на AMS в ЦЕРН е в постоянна връзка с НАСА и ако са необходими настройки на уредите, насоките се дават от Женева, но се правят от космическата агенция”, обясни Росен Матев в онлайн връзка със София по време на фестивала "Ало, Космос".

“Търси се нова физика, обяснение на всичко, което не разбираме - обобщи Росен Матев. - Примерно защо във Вселената виждаме само материята, какво е тъмната материя, защото знаем, че това, което виждаме, е само 5%.”

Но този експеримент е безкрайно полезен и за

предстоящата мисия

до Марс през 2033 г.

“Това е единственото място, където може да се наблюдава космическата радиация, на която ще са изложени хората, които ще пътуват до Червената планета”, обясни още Матев.

С това предизвикателствата пред ЦЕРН не приключват - там, освен че са най-добрите “ловци” на тъмна материя, те се опитват да я "хванат" и чрез обновяване на Големия адронен колайдер (LHC).

“High Luminocity LHC (HL-LHC) е проект, който ще помогне на физиците може би да отидат извън пределите на стандартния модел на физиката на елементарните частици - коментира пред “24 часа” Зорница Захариева. - Ще предостави възможности за по-задълбочено изследване на Хигс бозона (частицата, придаваща маса на останалите - бел. ред.), ще се опита да разгадае тайните на тъмната материя и суперсиметрията.” Но заедно с това HL-LHC ще се използва и за редица ключови иновации, които са значима стъпка в развитието на технологиите за изграждане на ускорители.

“Това са авангардни

свръхпроводящи магнитни модули,

които ще достигнат магнитни полета от 11-12 Т (това е магнитно поле, над 200 000 пъти по-силно от земното магнитно поле; а за сравнение LHC използва магнитни модули с магнитно поле от 8 Т); компактни свръхпроводящи кухини за завъртане на снопа от елементарни частици с ултрапрецизен фазов контрол; нови технологии за колимация на сноповете и други подобрения - посочи още Захариева. - Най-важното е, че HL-LHC ще увеличи светимостта на LHC ускорителя между 5 и 7,5 пъти. А именно тя ни дава връзка за това колко често ще се сблъскват частиците или колко събития ще се наблюдават за определен период от време.” С други думи, колкото по-голяма е светимостта, толкова повече сблъсъци ще регистрират учените и ще анализират още повече данни.

“Очаква се инсталацията да стартира към 2026 г. и вероятно към 2029 г. HL-LHC ускорителят ще започне работа”, обясни Захариева.

Но заедно с това в ЦЕРН проучват възможностите и за изграждането на един наистина

гигантски кръгов ускорител

- Futures Circular Collider (FCC), или Бъдещия кръгообразен колайдер.

“Той ще бъде над три пъти по-дълъг от 27-километровия LHC ускорител. Новият FCC трябва да има обиколка на окръжността от около 90 км и определено ще е сериозно предизвикателство - обясни още Захариева. - В момента сме на етап проучване, през който се прави анализ от всички възможни гледни точки дали такъв проект може да се реализира. Той би трябвало да приключи през 2025 г., когато екипът ще излезе с доклад. Ако резултатът е положителен, той ще бъде предоставен на Съвета на ЦЕРН и страните членки ще гласуват дали ще одобрят този проект за изпълнение.”

Да, в тази изумителна организация, родена след Втората световна война, през 1954 г. в името на мира и развитието на фундаменталната наука, не спират да мечтаят. Но още по-хубавото е, че всяка година българските деца и младежи от “Ало, Космос!” имат досег с учените ни там и може само да гадаем колко от тях един ден ще тръгнат по техните стъпки, включително в Космоса. 

Доц. Владимир Божилов, астрофизик от Физическия факултет: 

С "Евклид" ще видим "невидимата част" на Космоса

- Доц. Божилов, на младежкия научен фестивал “Ало, Космос! Говори България 3.0” бе демонстрирано епохалното значение на различни технологии и телескопи. С тяхна помощ ще стигнем ли до най-важните отговори?

- Съвременната космическа наука изисква върхови наземни технологии и телескопи. На фестивала показахме ключовото значение на TESS, на телескопа “Джеймс Уеб” за търсене и анализ на потенциални близнаци на Земята, но съвсем скоро през юли предстои изстрелването на “Евклид”. Тази мисия не е насочена към екзопланети, а към една много по-голяма загадка. С нея Европейската космическа агенция цели да разкрие повече за тъмната страна на Вселената, а тя е свързана с онова, което не можем да видим с нашите очи.

През последните над 20 години стана ясно, че голяма част от Космоса се състои от невидимо тъмно вещество, което е около шест пъти повече от това, което наблюдаваме. Всичко, от което ние сме създадени, това, от което е изграден нашият свят, е една съвсем малка част от цялата картина. В този смисъл анализът на данните от “Евклид” ще ни позволи да разберем повече за точния състав на тъмното вещество и неговото разпределение във Вселената.

- Защо е толкова важно?

- Защото, макар да не го виждаме, то действа гравитационно и е основната структура, по която се подреждат галактиките във Вселената. С други думи, за да разкрием едромащабната й структура имаме нужда от телескоп като “Евклид”, който ще заснеме всички големи галактики, дори тези, родени малко след Големия взрив. Ще изучи техните параметри и така ще разкрием много повече за Вселената, отколкото когато и да било.

Втората загадка е тъмната енергия - една още по-голяма част от енергийната плътност на Вселената е под формата на енергия и тя сякаш действа като антигравитация. Именно това е тъмната енергия, която с ускорение разширява пространство-времето на Вселената.

- Тя е истинска мистерия, която с лекота се справя с гравитацията.

- Но телескопът “Евклид” със своите наблюдения ни обещава да разкрие повече за природата на тази тъмна енергия.

- Разговарях с координатора на проекта проф. Хенк Хукстра и с него публикувахме интервюто в сп. “Космос”. Там той постави един много интересен въпрос - дали пък няма да открият сигнали или доказателства, че има и други мултивселени.

- Това е хипотеза, че нашата Вселена не е една, самата тя има различни варианти. За момента знаем, че има само една, никой не е открил как да прескочи в друга, не сме видели сигурни индикации за други вселени, но въпреки това от математическа гледна точка е много по-просто да имаме модел на мултивселена, отколкото само на една.

- Защо?

- Защото всички константи в природата - примерно на скоростта, имат точно определена стойност. Ако физиката трябва да обясни всичко, то трябва да се обясни и защо константите имат само една стойност. Друг вариант е, че това е станало случайно. Трета опция е, че всички възможни вселени съдържат различни стойности на константите, просто ние живеем във Вселена, която позволява развитието на сложни същества като нас. Това е една от основните причини, поради които огромен брой учени смятат, че мултивселената е възможна хипотеза. Тя не е отхвърлена нито физично, нито математически, но понеже няма доказателства, не е теория, а хипотеза.