Όταν τελειώσει κάποια στιγμή την επόμενη δεκαετία, το ευρωπαϊκό τηλεσκόπιο θα είναι το μεγαλύτερο στον κόσμο, με έναν καθρέπτη σχεδόν 40 μέτρων. Αλλά ένας αστρονόμος πρότεινε ένα ακόμη ισχυρότερο διαστημικό τηλεσκόπιο-ένα με το αντίστοιχο κάτοπτρο 150 μέτρων – που θα χρησιμοποιούσε την ατμόσφαιρα της Γης ως φυσικό φακό για να συγκεντρώσει και να εστιάσει το φως. Ο αστρονόμος David Kipping του Πανεπιστημίου της Κολούμπια έχει επεξεργαστεί ότι ένα διαστημικό τηλεσκόπιο 1 μέτρου, τοποθετημένο πέρα από το φεγγάρι, θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει τη δύναμη εστίασης του δακτυλίου της ατμόσφαιρας που βλέπει γύρω από την άκρη του πλανήτη για να ενισχύσει τη φωτεινότητα των σκοτεινών αντικειμένων κατά δεκάδες χιλιάδες φορές.
Η ατμόσφαιρα είναι πολύ μεταβλητή για το Terrascope, όπως αναφέρει ο Kipping, για να παράγει όμορφες εικόνες για να ανταγωνιστεί εκείνες από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble. Αλλά θα μπορούσε να ανακαλύψει πολύ λιγότερα αντικείμενα από ότι είναι τώρα δυνατό, συμπεριλαμβανομένων των μικρών εξωπλανήτες ή των αστεροειδών που απειλούν τη Γη. Ο Kipping αναγνωρίζει ότι απαιτείται περισσότερη δουλειά για να αποδειχθεί η ιδέα, αλλά υπάρχει ήδη η απαραίτητη τεχνολογία. “Κανένα από αυτά δεν ανακαλύπτει τον τροχό, απλά πρέπει να ωθηθεί λίγο πιο σκληρά”, λέει.
Οι αστρονόμοι που διαβάζουν την μελέτη του Kipping που δημοσιεύτηκε αρχές Αυγούστου στο arXiv ήταν τόσο ευχαριστημένοι και προσεκτικοί. Ο Matt Kenworthy, του πανεπιστημίου του Λέιντεν στις Κάτω Χώρες, λέει ότι “απομακρύνθηκε από το πόση δουλειά και σκέφτηκε ότι είχε βάλει σε αυτό”, αλλά θέλει περισσότερες αποδείξεις ότι θα λειτουργήσει. “Θα ήθελα να καθίσω και να κάνω ένα πιο ρεαλιστικό μοντέλο”, λέει. Ο Bruce Macintosh του πανεπιστημίου του Στάνφορντ, προσθέτει: “Είναι ένα ενδιαφέρον πείραμα σκέψης, αλλά υπάρχουν πολλές λεπτομέρειες για να σκεφτείς”.
Ο Kipping είναι γνωστός για τις κορυφαίες αναζητήσεις σε φεγγάρια σε άλλα πλανητικά συστήματα και αποκάλυψε έναν ισχυρό υποψήφιο για πρώτη εξωσελήνη πέρυσι. Λέει ότι το σπέρμα της ιδέας για το διαστημικό τηλεσκόπιο Terrascope ήρθε πριν από 13 χρόνια όταν μελέτησε ένα σπάνιο ατμοσφαιρικό φαινόμενο που ονομάζεται πράσινη λάμψη, το οποίο φαίνεται ακριβώς όπως ο ήλιος βρίσκεται κάτω από τον ορίζοντα, όταν η διάθλαση και η διάσπαση στην ατμόσφαιρα δουλεύουν μαζί για να επιλέξουν στιγμιαία πράσινο από το φως του ήλιου. Συνειδητοποίησε ότι από το σωστό πλεονέκτημα στο διάστημα μπορεί να δείτε ένα ολόκληρο πράσινο δακτύλιο όταν ο ήλιος πέρασε πίσω από τη Γη και το φως του διαθλάστηκε από το δαχτυλίδι του αέρα γύρω από την περιφέρεια του πλανήτη.
Ο Kipping ήταν επίσης εμπνευσμένος από την ιδέα ότι ο ίδιος ο ήλιος θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως φακός, με τη βαρύτητα να εστιάζει το φως του προς έναν διαστημικό ανιχνευτή. Ένας τέτοιος ηλιακός φακός θα μπορούσε να μεγεθύνει το φως 1 εκατομμύριο δισεκατομμύρια φορές, ενδεχομένως να φέρει σε επαφή τις επιφάνειες των εξωπλανήτων. Η ιδέα οδήγησε στην αποστολή της Ασύρματης Αστρονομικής Φάσης ταχείας εκτόξευσης , που προτάθηκε στην Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Διαστήματος το 1993. Αλλά ποτέ δεν απέκτησε έλξη επειδή ο ανιχνευτής θα έπρεπε να τοποθετηθεί 550 φορές την απόσταση του πλανήτη στο διάστημα, σχεδόν 20 φορές μακρύτερα από τον Ποσειδώνα – μια απόσταση που θα απαιτούσε έναν αιώνα για να φτάσει ένα διαστημόπλοιο.
Αλλά το Terrascope θα μπορούσε να είναι πολύ πιο κοντά στο σπίτι, λέει ο Kipping. Υπολόγισε ότι το φως της επιφάνειας από ένα αντικείμενο ακριβώς πίσω από τη Γη αποκλίνει σε μια εστίαση 85% της απόστασης προς το φεγγάρι. Το φως που φτάνει σε αυτό το εστιακό σημείο είναι πιθανό να συναντήσει σύννεφα και πολλή αναταραχή καθώς περνά μέσα από τη χαμηλότερη ατμόσφαιρα. Αλλά μετακινήστε τον ανιχνευτή σε απόσταση 1,5 εκατομμυρίων χιλιομέτρων, σε μια εστία τέσσερις φορές μακρύτερα από το φεγγάρι, και θα δοκιμάσει το φως που έχει περάσει από την πολύ πιο ήρεμη και χωρίς σύννεφα στρατόσφαιρα σε υψόμετρο 13,7 χιλιομέτρων.
Ένα διαστημικό τηλεσκόπιο 1 μέτρου σε αυτή την απόσταση, παρατηρώντας για μια ολόκληρη νύχτα, θα έβλεπε ένα αντικείμενο ενισχυμένο σε 22.500 φορές την αρχική του φωτεινότητα, υπολογίζει – το ισοδύναμο χρησιμοποιώντας ένα τηλεσκόπιο 150 μέτρων. Η ισχυρή ενίσχυση του Terrascope σημαίνει ότι θα μπορούσε να υπερέχει στην ανίχνευση πολύ αμυδρών αντικειμένων ή να διακρίνει πολύ μικρές αλλαγές στη φωτεινότητα, λέει ο Kipping, επιτρέποντάς του να σαρώσει τον ουρανό για πολύ μικρούς και αμυδρός αστεροειδείς ή να μετρήσει τις μικροσκοπικές βυθίσεις σε φωτεινότητα καθώς μικρές εξωπλανήτες περνούν μπροστά φωτεινά αστέρια.
Για να αποφευχθεί η εκτυφλωσή του από τον λαμπερό δίσκο της Γης, το τηλεσκόπιο θα χρειαζόταν μια μάσκα, γνωστή ως κορωνάγραφο, για να την αποκλείσει. Ο Kipping λέει επίσης ότι δεν έχει ακόμη εξετάσει τις επιπτώσεις του “airglow”, ένα αχνό φως που εκπέμπεται στην ανώτερη ατμόσφαιρα από την φωταύγεια και άλλες διαδικασίες. Αλλά παρατηρεί ότι η λάμψη μπορεί να αφαιρεθεί με φίλτρα ή ψηφιακά, εκμεταλλευόμενη το γεγονός ότι είναι σταθερή ενώ τα αντικείμενα ενδιαφέροντος αλλάζουν διαρκώς. Η ιδέα του Terrascope θα μπορούσε να δοκιμαστεί, λέει, με μια αποστολή CubeSat φθηνής τοστιέρας.
Ο Kenworthy λέει ότι η μεταβλητότητα της ατμόσφαιρας μπορεί να υποβαθμίσει σοβαρά την ποιότητα της εικόνας που θα έχει το διαστημικό τηλεσκόπιο. Για να αξιολογήσει τον αντίκτυπο, λέει, “Το επόμενο βήμα θα ήταν η ανίχνευση ακτίνων με ένα ρεαλιστικό μοντέλο της ατμόσφαιρας της γης”, λέει. Στην ιδανική περίπτωση, ο γιγαντιαίος φακός θα πρέπει να εστιάζει το φως σε ένα σημείο. “Στην πραγματικότητα, μάλλον θα πάρετε ένα μοτίβο από στυλό.”
Ο Macintosh συμφωνεί. “Η ατμόσφαιρα της γης είναι ένας αρκετά εντυπωσιακός φακός, οπότε παράγει πολύ θολές εικόνες”, λέει. Αλλά μπορεί να βρει έναν ρόλο να μελετά τις αλλαγές της φωτεινότητας σε πολύ αδύναμα αντικείμενα, αξιοποιώντας τον ρόλο του ως ένα τεράστιο μεγεθυντικό “φως κουβά”.
Αν δεν υπάρχει τίποτε άλλο, ο Kipping έχει μιλήσει για την ιδέα στους αστρονόμους. “Δεν θα ξεκινούσα έναν δορυφόρο μόνο σε αυτό το χαρτί”, λέει ο Kenworthy. “Αλλά είναι ένα εξαιρετικό πρώτο βήμα.”
