Ученые разрабатывают новую концепцию космических телескопов

Американские астрофизики рассмотрели архитектуру будущих космических телескопов сверхвысокого разрешения, состоящих из целой флотилии малых спутников.

Уже не первый год продолжается строительство космического телескопа JWST, который должен прийти на смену старому, доброму Hubble. Он станет мощнее, сможет увидеть больше, но также будет намного больше, тяжелее и дороже, чем даже отнюдь не маленький Hubble. Масштабы телескопов, действительно, растут постоянно. Растут и расходы на них, регулярно приводя к задержкам в реализации: запуск того же JWST откладывали уже неоднократно.

Такие проблемы заставляют специалистов присматриваться к другим архитектурным решениям для создания телескопов сверхвысокого разрешения. Заменить один массивный аппарат мог бы «рой» согласованно работающих малых зондов — концепцию этой системы выдвигают американские астрофизики Джейс Доуэлл (Jayce Dowell) и Грегори Тейлор (Gregory Taylor). Их статья готовится к публикации в Journal of Astronomical Instrumentation, а пока представлена в онлайн-библиотеке препринтов arXiv.org.

Авторы призывают отойти от традиционного, «монолитного» устройства телескопов к сетевой архитектуре «роя», распределенного массива автономных систем, связанных высокопроизводительной системой коммуникаций. Тем более что сходным образом работают такие современные инструменты, как радиоинтерферометры со сверхдлинными базами: они могут включать антенны, находящиеся в разных обсерваториях, странах и континентах, объединенные в единый инструмент.

По словам ученых, смена парадигмы «требует смещения точки принятия решений от людей-операторов к программному обеспечению, которое будет работать в каждой части обсерватории». Компьютерные системы управления смогут взаимодействовать друг с другом, настраивать «рой» телескопов под каждое конкретное наблюдение и контролировать его. Разумеется, и JWST, и другие современные телескопы уже высоко автоматизированы, но «уровень ответственности» и независимости каждого управляющего компьютера в «рое» должен быть выше.

Другим важным элементом «роя телескопов» станет связь между отдельными элементами — централизованная, ориентированная на один или несколько важнейших центров либо полностью распределенная, без определенного центрального узла. Наконец, третьим элементом «роя» авторы называют передачу собранных данных — либо после наблюдений, блоками больших размеров, как это делает радиоинтерферометр VLBA, либо в режиме реального времени.

Доуэлл и Тейлор заключают, что такой «рой» станет естественным новым шагом в развитии инструментов астрономии. Их предложение развивает некоторые звучавшие ранее концепции, включая LUVOIR, который подразумевает создание космической системы аппаратов с общей разрешающей способностью телескопа с 30-метровым зеркалом. Не так давно проект LUVOIR выбрали для эскизной проработки в рамках программы NASA NIAC.