Nový teleskop zložený z tisícov malých satelitov odhaľuje doteraz nevidenú stránku vesmíru

Vedci z MIT Lincoln Laboratory, MIT Haystack Observatory a Lowell Observatory navrhujú ambiciózny projekt s názvom GO-LoW (Great Observatory for Long Wavelengths), ktorý by mal umožniť pozorovanie vesmíru v extrémne nízkych rádiových frekvenciách – oblasti, ktorú doteraz nemožno ľahko sledovať z povrchu Zeme.

Čo je GO-LoW a prečo je výnimočný

GO-LoW by nemal byť jedným veľkým teleskopom, ale konšteláciou tisícov malých satelitov, ktoré budú spolupracovať vo forme kooperatívneho systému.
Tieto satelity budú fungovať pomocou princípu interferometrie – kombinovaním signálov z viacerých prijímačov vznikne virtuálny teleskop s veľmi veľkým „zhromažďovacím priemerom“.
Rozsah vlnových dĺžok, ktoré chce GO-LoW zachytiť, sa pohybuje od približne 15 metrov až po niekoľko kilometrov – veľmi dlhé vlny, ktoré sa ťažko pozorujú zo Zeme kvôli ionosfére.

Prekážky a technologické riešenia

Prekážka 1: ionosféra

Ionosféra Zeme obsahuje nabité častice, ktoré deformujú alebo blokujú signály veľmi nízkych frekvencií. Preto pozorovanie týchto signálov zo Zemského povrchu nie je efektívne.

Prekážka 2: veľkosť teleskopu

Aby bolo možné zachytiť veľmi dlhé vlny, teleskop by musel byť mimoriadne veľký, čo je technicky a finančne náročné. Tradičné anténne konštrukcie by boli nepraktické.
GO-LoW obchádza tento problém práve pomocou množstva malých jednotiek, ktoré spojene vytvoria funkčnú štruktúru veľkého teleskopu.

Riešenie autonómnosti a synchronizácie

Každý satelit (tzv. listener node) bude ukladať dáta a odosielať ich do väčšej jednotky (komunikačno-výpočtový uzol, CCN), ktorá spracuje a pošle zredukované dáta späť na Zem.
Časová synchronizácia medzi satelitmi musí byť nesmierne presná – potrebujú sa vedieť vedieť polohy s presnosťou na meter a čas s presnosťou nanosekúnd, aby interferometrická kombinácia fungovala správne.
Projekt je zatiaľ v štádiu výskumu; fáza I určila vhodné technológie (napr. typ antény – vector sensor) a identifikovala systémové výzvy.

Potenciálne vedecké prínosy

GO-LoW by mohol prvýkrát detailne preskúmať exoplanéty prostredníctvom ich magnetických polí, aurorálnych emisií a ďalších charakteristík.
Získané dáta by mohli odhaliť informácie o zostave exoplanéty, jej rotácii a vnútornej štruktúre.
Ďalej by projekt mohol priniesť nové poznatky v kozmoch (napr. kozmológia, nízkofrekvenčné rádiové javy) a zaplniť medzeru v súčasných pozorovacích možnostiach vesmíru.

Vývoj a ďalšie kroky

Projekt GO-LoW už získal podporu v rámci programu NASA NIAC (NASA Innovative Advanced Concepts).
Fáza II výskumu sa zameria na simulácie autonómneho riadenia celej konštelácie, na optimalizáciu systémov, riadenie paliva a stabilitu orbít.
Postupne budú vyslané misie v etapách – najprv menšie konštelácie, ktoré sa budú rozširovať a dopĺňať
Cieľom je umiestniť satelity v oblasti Lagrangeovho bodu (napr. v sústave Zem – Slnko), kde je elektromagnetický šum a rušenie signálov minimálne.