Nytt radioteleskop kommer att flyga till månens bortre sida för att lyssna på signalerna från det tidiga universum
Frasen 'tystnad är gyllene' är ännu viktigare för radioastronomer. Den stora mängden radioutgång som skapas av människor kan dränka alla intressanta signaler från himlen som de kanske vill studera. Dessa signaler blockeras också delvis av jordens atmosfär, vilket gör utmaningen mer komplex.
Den uppenbara lösningen på atmosfärproblemet är att skjuta upp rymdbaserade observatorier, och det har gjorts tidigare. Men i en omloppsbana nära jorden kan radiovågorna som sänds ut från radiostationer runt om i världen fortfarande spränga alla radiomottagare med en oönskad störtflod av signaler. Så forskare har kommit på en ny idé för att få tystnaden de så längtar efter: parkera en sond på månens bortre sida.
Projektet, kallat Dark Age Polarimetry Pathfinder, eller KLART , fick nyligen en ny medlem – National Radio Astronomy Observatory ( NRAO ) gick officiellt med i projektet tidigare denna månad. De kommer att samordna med ett team av forskare och ingenjörer som är specialiserade på radioastronomiarbete. NRAO kommer att ta över utvecklingen av radiomottagaren och högfrekvensantennen. Båda teknologierna kommer att bygga på tidigare versioner som används i Wilkinson Microwave Anisotropy Probe ( WMAP ).
???Till bortre sidan av månen!
Vi ansluter oss @NASAMoon att leta efter radiovågor i vätemoln, att undersöka när de första stjärnorna började bildas i det tidiga universum. #DAPPER https://t.co/E9Q0GX3A9S pic.twitter.com/Mk3jaejRjF
- NRAO (@TheNRAO) 22 september 2020
Precis som WMAP kommer DAPPER att fokusera på en mycket tidig tidsperiod i universum. den ' Mörka tider ” i universum var mycket mörkare än människans mörka åldrar för några hundra år sedan. De ägde rum för över 13 miljarder år sedan, och var bokstavligen mörka eftersom det inte fanns något i universum som kunde producera ljus ännu. Under de första miljoner åren av universum bestod det helt enkelt av stora moln av vätgas. Så småningom drog tyngdkraften samman gasen för att skapa de första stjärnorna i vad som kallas den 'kosmiska gryningen'. Men energin som avges av dessa vätemoln bombarderar fortfarande vårt solsystem än i dag i form av radiovågor.
Specifikt överförs den energin på det som kallas 'väteledning ”, som är en spektrallinje precis runt 21 cm våglängd som radioastronomer har observerat i flera år. Själva spektrallinjen kan vara röd- eller blåskiftad beroende på om ett föremål som sänder ut vågen rör sig mot eller bort från observatoriet. DAPPER kommer att kunna upptäcka den förändringen och hjälpa till att kartlägga tillväxten av vätemolnet när det utvecklades under de första miljoner åren av universums existens.
Kortfattad diskussion om vätelinjen och hur den är användbar inom astronomi.
Kredit: Academia Youtube-kanal
Signalen som bär dessa skiftade våglängder är dock mycket svag. Det är inte lätt för ett teleskop att fånga upp signalen i närvaro av så mycket brus som kommer från andra bakgrundshändelser såväl som allmän radiostatisk på jorden. Den närmaste platsen i solsystemet där observatoriet inte ständigt skulle bombarderas av radiosignaler från jorden är månens bortre sida. Månen själv blockerar effektivt radiosignaler från jorden, vilket ger en tyst miljö där satelliten lugnt kan observera data. Men att överföra dessa data tillbaka till jorden kan visa sig vara lite knepigt, eftersom månen också skulle blockera alla dataöverföringar som skickas direkt från satelliten till jorden.
Därför har DAPPER utsetts till ett av NASA:s Artemis-uppdrag, som just begärde en budget på 28 miljarder dollar för att få astronauter tillbaka på månen inom decenniet. Den kan möjligen använda Lunar Gateway , som är en planerad rymdstation som ingår i Artemis-programmet, som kommunikationsrelä. DAPPER-uppdraget kommer också att dra nytta av det ökade intresset för månuppdrag som kommer med att kopplas till NASA:s flaggskeppsprogram.
Konstnärsskildring av Lunar Gateway som kan fungera som ett kommunikationsnav för DAPPER-uppdraget och kommer att fungera som en fokuspunkt för Artemis-programmet.
Kredit: NASA
Det finns dock en nackdel med det ökade intresset. När månens infrastruktur som är en så viktig del av Artemis byggs upp kommer DAPPER att bli mer och mer omgiven av källor för radiosändningar. Men för sin missions livstid borde den kunna sola sig i radiotystnad på månens bortre sida.
Läs mer:
NRAO - NRAO går med i rymduppdraget till månens bortre sida
Space.com - Under en DAPPPER Måne
NASA - KLART
Feature Image Credit: NRAO / AUI / NSF, Sophia Dagnello