Технологии

Экс-глава Google строит «космический Google»: четыре телескопа, которые должны переписать правила большой астрономии

Generated by DALL·E

Бывший генеральный директор Google Эрик Шмидт и его жена Венди решили применить подход Кремниевой долины там, где обычно царят десятилетние циклы и тяжёлые бюрократические механизмы. Их благотворительная структура Schmidt Sciences финансирует сразу четыре крупных телескопа — включая орбитальный, который по возможностям должен конкурировать с «Хабблом» НАСА.

Ключевая идея проста: опереться на уже существующие технологии и выстроить проекты так, чтобы они запускались быстро и работали не десятилетиями, а ограниченными «экспериментальными» циклами.

Четыре телескопа за четыре года

Schmidt Sciences рассчитывает ввести в эксплуатацию все четыре обсерватории в течение четырёх лет. Для мировой астрономии это почти спринт: обычно подобные объекты строятся десятилетиями.

Руководитель Института астрофизики и космоса в Schmidt Sciences Арпита Рой, выступая на заседании Американского астрономического общества в Финиксе, пояснила: проект задуман как эксперимент, который должен ускорить открытия в астрофизике. При этом организация сознательно закладывает более высокий уровень риска — но подчёркивает, что риск этот тщательно рассчитан и оправдан.

Почему ставка делается на «готовые» технологии

В основе всех проектов — максимально прагматичный подход: не изобретать всё заново, а переиспользовать и «перепрошивать» то, что уже работает. Особенно это касается высокопроизводительных компьютерных чипов, которые дали мощный импульс развитию искусственного интеллекта.

Schmidt Sciences несколько лет финансировала предварительные исследования, разработку технологий и прототипирование в закрытом режиме. Теперь организация раскрывает общий план: университеты, которые будут управлять наземными телескопами, уже определены, а производство отдельных компонентов началось. Президент Schmidt Sciences Стюарт Фельдман отметил, что по итогам тестов команда уверена в работоспособности ключевых решений.

Что входит в «Систему обсерваторий Эрика и Венди Шмидт»

Все четыре проекта объединены под общим названием — «Система обсерваторий Эрика и Венди Шмидт». В неё входят:

  • Космический телескоп «Лазурит» — орбитальная обсерватория, задуманная как конкурент «Хабблу».
  • «Аргус» — система, которая будет непрерывно фотографировать всё ночное небо Северного полушария.
  • Deep Synoptic Array (D.S.A.) — проект радионаблюдений, который должен постоянно сканировать космические радиочастоты.
  • LFAST — большой волоконно-оптический спектроскопический телескоп, рассчитанный на сбор «цветового» света от далёких объектов.

Чем подход Шмидтов отличается от классической «большой науки»

Федеральные инвестиции десятилетиями были основой финансирования науки в США, однако астрономия традиционно опиралась и на частных меценатов. В тексте приводится пример Персиваля Лоуэлла, который финансировал Лоуэллскую обсерваторию в Аризоне, надеясь найти признаки инопланетной цивилизации на Марсе.

Разница в том, что проекты Schmidt Sciences ближе к логике стартапа: они быстрее, дешевле, с чётко ограниченными задачами и сроками. Обсерватории проектируются не как инструменты на десятилетия, а как решения «на несколько лет». Логика в том, чтобы при необходимости заменять их следующими поколениями телескопов — на основе постоянно обновляющихся технологий. По мнению команды, этот подход может оказаться выгоднее традиционного.

Рой объяснила, что такие эксперименты должны длиться ограниченное время, после чего стоит переходить к новым проектам. Сейчас планируется, что цикл составит три–пять лет.

Как это вписывается в нынешнюю нестабильность научного финансирования

Представители Schmidt Sciences признали, что научная сфера в последний год сталкивалась с неопределённостью — на фоне попыток администрации Трампа добиться значительного сокращения бюджета НАСА и Национального научного фонда. Однако в организации подчёркивают: их инициативы не должны подменять государственные программы.

Фельдман отдельно отметил, что НАСА и NSF сильны именно в создании долгосрочных миссий и инструментов на 10–20 лет, и конкурировать с этим бессмысленно. Зато у Schmidt Sciences более прямой финансовый механизм: либо проект финансируется, либо нет — и именно это позволяет ускорять запуск.

Точные суммы Шмидты раскрывать не хотят. При этом известно, что «Лазурит» оценивается в сотни миллионов долларов, а наземные инструменты тоже требуют серьёзных вложений.

«Лазурит»: амбиции, которые упёрлись в Starship

Орбитальный телескоп — самый громкий и сложный элемент всей системы. По словам Фельдмана, его зеркало будет немного больше, чем у «Хаббла».

Изначально, однако, план был куда смелее: для космического телескопа изготовили зеркало диаметром 20 футов, то есть более чем вдвое шире зеркала «Хаббла». Проблема в том, что зеркало цельное, и вывести его на орбиту способна лишь одна ракета — Starship, которую разрабатывает SpaceX Илона Маска.

Из-за того, что разработка Starship шла с перебоями и медленнее заявленных сроков, осенью 2024 года Schmidt Sciences скорректировала курс. Фельдман дал понять, что к варианту с большим зеркалом могут вернуться позже, когда ситуация с носителем станет яснее.

Почему «Лазурит» важен для изучения тёмной энергии

Проект «Лазурит» вырос из обсуждений Фельдмана с Солом Перлмуттером — астрофизиком из Беркли, который получил Нобелевскую премию по физике в 2011 году за открытие ускоряющегося расширения Вселенной.

Телескоп должен точнее измерять цвет взрывающихся белых карликов. Сдвиг излучения в красную часть спектра показывает, насколько быстро удаляются от нас далёкие галактики. Более поздние наблюдения, как отмечается в тексте, указывают: белые карлики не всегда одинаковы, а природа тёмной энергии со временем могла меняться. «Лазурит» должен дать новые данные, которые помогут приблизиться к ответу, есть ли здесь новая физика.

Перлмуттер в своём комментарии фактически подчеркнул, что такие данные позволяют лучше понять происходящее и оценить, действительно ли речь идёт о новом явлении.

Быстрее поворачивается — быстрее ловит события

Ещё одна особенность «Лазурита» — способность разворачиваться в космосе быстрее, чем «Хаббл» или «Джеймс Уэбб». Это позволит оперативно измерять яркость недавно открытых сверхновых именно в момент пика.

Кроме того, телескоп будет изучать экзопланеты с помощью коронографа — устройства, которое блокирует свет звезды и помогает увидеть планету рядом с ней.

«Аргус»: вместо одного гиганта — 1200 небольших телескопов

Если космическая часть системы выглядит как привычная большая миссия, то наземные инструменты выглядят почти революционно.

Проект Argus Array напоминает по задачам обсерваторию Веры Рубин, которая строится в Чили и будет сканировать небо Южного полушария. Но «Аргус» устроен иначе: вместо одного большого телескопа с зеркалом 8,4 метра это массив из 1200 небольших телескопов, каждый с 28-сантиметровым зеркалом.

Профессор Николас Лоу из Университета Северной Каролины, курирующий проект, пояснил: такая система рассчитана на другие задачи. Малые телескопы хуже подходят для поиска быстро движущихся объектов вроде астероидов и не предназначены для наблюдений на предельных дистанциях. Зато они позволяют за минуты просканировать всё небо.

Простая конструкция вместо купола

1200 телескопов разместят на восьми круглых опорах, которые будут двигаться синхронно. Установка будет без традиционного купола — вместо него предусмотрено помещение, похожее на склад с мансардными окнами. Такой вариант описывается как более простой и дешёвый.

Почти «машина времени» для астрономов

Поскольку «Аргус» будет постоянно вести наблюдения и хранить данные за предыдущую неделю, он сможет быстро реагировать на открытия других приборов. Например, если LIGO зафиксирует гравитационные волны от столкновения чёрных дыр, «Аргус» сможет проверить, было ли у события визуальное проявление.

Лоу сравнил этот принцип с машиной времени: астрономы смогут вернуться к архиву и проверить, были ли предвестники события до того, как его зафиксировали гравитационные детекторы.

Место установки «Аргуса» пока не объявлено, но, по словам Лоу, вероятным вариантом считается Техас. Первый свет ожидается в 2027 году. В тексте также отмечено, что финансирование проекта совместно с Schmidt Sciences обеспечивает Алекс Герко.

D.S.A.: радиокарта Вселенной на новых масштабах

Deep Synoptic Array использует похожую философию: множество относительно небольших элементов работают как единый инструмент.

Проект будет вести обзор неба в радиодиапазоне и включит 1650 радиотарелок шириной 20 футов каждая. Всё это разместят на территории 60 000 акров в Неваде.

Профессор Калифорнийского технологического института Грегг Халлинан, который будет строить и управлять D.S.A., заявил, что у системы нет аналогов среди существующих и планируемых телескопов. Он также пояснил масштаб задачи: по его словам, все радиотелескопы прошлого века вместе обнаружили около 10 миллионов радиоисточников, тогда как D.S.A. должна удвоить это число за первые сутки.

В перспективе пятилетнего обзора, как ожидается, будет найден миллиард радиоисточников. Строительство может начаться уже в следующем году.

LFAST: не фотографии, а спектры

LFAST тоже делает ставку на множество оптических телескопов, но его главная задача — не снимки, а спектры, то есть подробная «цветовая подпись» объекта. Именно спектры важны для понимания кратковременных событий вроде сверхновых и для анализа состава атмосфер экзопланет.

Однако спектроскопия требует времени: нужно собрать достаточно фотонов, потому что при разложении света он фактически «рассеивается». Руководитель проекта, астроном Чад Бендер из Аризонского университета, пояснил: астрономы хотят получать гораздо больше спектров, но на существующих телескопах не хватает наблюдательных часов.

Поскольку множество небольших телескопов обходится дешевле одного гигантского, команда рассчитывает дать исследователям нужный объём спектральных данных по меньшей цене. Сейчас в Аризоне создают прототип, и по итогам тестов конструкцию могут изменить и расширить.

Как на проект реагирует сообщество

На презентацию в Финиксе пришло около 150 человек, ещё больше наблюдали онлайн. Судя по реакции, астрономов заинтересовал именно новый стиль работы: быстрее, проще, с другой организационной логикой.

Хайди Хэммел из Ассоциации университетов по исследованиям в области астрономии отметила, что ей нравится, что Schmidt Sciences пробует новые подходы. При этом она подчеркнула: успех покажет только практика — но если удастся создать новые рабочие парадигмы, это станет важным результатом.

Одновременно она отметила и границы проекта: новые телескопы не превзойдут самые амбициозные программы уровня «Джеймса Уэбба» или планируемой обсерватории «Живые миры». Однако ценность инициативы, по её словам, в другом — в том, что она предлагает альтернативные инструменты под конкретные, чётко сформулированные научные задачи.