«Флотилия» Darwin будет состоять из трех таких телескопов с рабочим зеркалом диаметром 3,5 м и солнцезащитным экраном 7,5 м

Инфракрасный взгляд на жизнь

Важный этап в исследованиях экзопланет начнется после запуска флотилии космических телескопов в 2015 году. Для этого потребуются целые две ракеты «Союз—Фрегат», стартующие с расположенного близ экватора космодрома Куру во Французской Гвиане (Южная Америка). Европейское космическое агентство назвало этот проект Darwin в честь знаменитого английского натуралиста Чарлза Дарвина, работы которого буквально перевернули сложившиеся к середине XIX века представления об эволюции живых организмов на Земле. Полтора века спустя что-то подобное, возможно, сделает и его космический тезка, но уже в отношении планет за пределами нашей Солнечной системы. Для этого на орбиту вокруг Солнца, в точку, расположенную в 1,5 миллиона км от Земли (в 4 раза дальше, чем Луна), должны быть отправлены сразу три телескопа с зеркалами диаметром 3,5 метра. Они будут вести наблюдения за экзопланетами земного типа в инфракрасном (тепловом) диапазоне. Эти три автоматические станции представляют собой единую систему, эффективность которой будет соответствовать телескопу с зеркалом гораздо большего размера. Они разместятся вдоль окружности диаметром 100 м, и их взаимное положение будет корректироваться лазерной системой. Для этого вместе с телескопами будет запущен и навигационный спутник, координирующий их местонахождение и помогающий ориентировать оптические оси всех трех телескопов строго в заданном направлении. С помощью дискообразных радиаторов инфракрасные фотоприемники будут охлаждаться до –240°С, чтобы обеспечить высокую чувствительность — в десятки раз большую, чем у нового космического телескопа James Webb. В отличие от предыдущих станций COROT и Kepler поиск признаков жизни будет вестись по заранее подготовленному списку и только около звезд, расположенных сравнительно близко от нас — не более 8 световых лет. Анализ спектров атмосфер экзопланет позволит выявить такие следы возможной жизнедеятельности, как наличие кислорода, углекислого газа, метана. Должны быть получены и первые изображения экзопланет, подобных Земле.

Планетный дозор

Первым специализированным спутником для поиска планет земного типа за пределами Солнечной системы станет COROT, старт которого намечен на середину октября этого года. На его борту — космический телескоп диаметром 30 см, предназначенный для наблюдений за периодическими изменениями яркости звезды, вызванными прохождением планеты на ее фоне. Полученные данные позволят определить наличие планеты, установить ее размер и особенности движения по орбите вокруг звезды. Этот проект разработан Национальным центром космических исследований Франции (CNES) при участии Европейского (ESA) и Бразильского (AEB) космических агентств. В подготовку аппаратуры внесли вклад специалисты из Австрии, Испании, Германии и Бельгии. С помощью этого спутника предполагается найти несколько десятков планет земного типа размером лишь в несколько раз больше Земли, которая является крупнейшей из «каменных» планет в нашей Солнечной системе. Это почти невозможно сделать, проводя наблюдения с Земли, где дрожание атмосферы препятствует фиксированию столь малых объектов — вот почему все обнаруженные до сих пор экзопланеты представляют собой гигантские образования размером с Нептун, Юпитер и даже еще крупнее. Каменные планеты земного типа в несколько раз меньше по диаметру и в десятки и сотни раз меньше по массе, но именно они представляют интерес при поиске внеземной жизни.

Научная аппаратура, установленная на спутнике COROT, берет не размером или количеством, а качеством — высокой чувствительностью. На спутнике расположены телескоп, состоящий из двух параболических зеркал с фокусным расстоянием 1,1 м и полем зрения примерно 3х3°, высокостабильная цифровая фотокамера и бортовой компьютер. Спутник будет летать вокруг Земли по полярной круговой орбите высотой 900 км. Первый этап наблюдений займет пять месяцев, в течение которых будут изучены две области неба. Общая продолжительность работы спутника составит два с половиной года. Весной 2006 года COROT был доставлен на космодром Байконур в Казахстане для проведения предполетных испытаний и установки на ракету-носитель. Запуск планируется на 15 октября этого года с помощью российской ракеты «Союз—Фрегат». На таких ракетах уже неоднократно выходили в космос европейские автоматические станции, направлявшиеся к Марсу и Венере. Кроме основной задачи по поиску экзопланет спутник выполнит наблюдения за «звездотрясениями» — колебаниями поверхностей звезд, вызванными процессами в их недрах.

Четыре века назад итальянский монах, доктор богословия и писатель Джордано Бруно полагал, что жизнь присутствует на всех небесных телах. Он считал, что «разумные животные» других миров могут сильно отличаться от людей, но более определенно представить себе, какова внеземная жизнь, не имел возможности, поскольку о природе планет в то время ничего не было известно. В своей уверенности о наличии жизни за пределами Земли он был не одинок. В наши дни один из первооткрывателей двойной спирали молекулы ДНК английский ученый Фрэнсис Крик, отмечая, что генетический код идентичен во всех живых объектах, говорил, что жизнь на Земле могла зародиться благодаря микроорганизмам, занесенным извне. Он даже вполне серьезно полагал, что мы, возможно, «до сих пор находимся под наблюдением более разумных существ с планеты, расположенной возле какой-нибудь соседней звезды». На что же может быть похожа внеземная жизнь? На поверхности небольших, но массивных планет, где велика сила тяжести, скорее всего, должны жить плоские, ползающие существа. А обитателям планет-гигантов придется парить в их плотной влажной атмосфере. Жизнь в водных оболочках планет — хоть в поверхностных, хоть в подледных — представить легче по аналогии с земными морями и океанами. Нет принципиальных преград для жизни и на небольших планетах, далеких от своего светила, — просто их обитатели будут вынуждены прятаться от холода в расселинах и собирать слабый свет похожим на цветок тюльпана отражателем.

Охотники за экзообъектами

Вслед за спутником COROT на поиски экзопланет должны ринуться другие космические станции. Причем каждый последующий полет будет осуществляться после анализа данных, полученных с ранее запущенных аппаратов. Это позволит вести целенаправленный поиск и сократит время обнаружения интересных объектов. Ближайший из запусков намечен на 2008 год: на вахту заступит американская автоматическая станция Kepler, с помощью которой планируется найти около 50 планет размером с Землю. Еще через год должен начаться полет второй американской станции — SIM (Space Interferometry Mission — «Космическая интерферометрия»), исследования которой охватят еще большее количество звезд. Предполагается получить сведения о нескольких тысячах экзопланет, в том числе — о сотнях планет земного типа. В конце 2011 года должен быть выведен в космос европейский аппарат Gaia (Global Astrometric Interferometer for Astrophysics — «Глобальный астрометрический интерферометр для астрофизики»), с помощью которого намечено отыскать до 10 000 экзопланет.

В 2013 году по совместному проекту США, Канады и Европы планируется запуск крупного космического телескопа JWST (James Webb Space Telescope). Этот гигант с зеркалом диаметром 6 метров, носящий имя бывшего директора NASA, призван заменить ветерана космической астрономии — телескоп «Хаббл». В числе его задач будет и поиск планет вне Солнечной системы. В том же году предстоит запуск комплекса из двух автоматических станций TPF (Terrestrial Planet Finder — «Поисковик планет земного типа»), предназначенного исключительно для наблюдений за атмосферами экзопланет, сходных с нашей Землей. С помощью этой космической обсерватории намечено искать обитаемые планеты, анализируя спектры их газовых оболочек для выявления водяного пара, углекислого газа и озона — газов, указывающих на возможность жизни. Наконец, в 2015 году Европейское космическое агентство отправит в космос целую флотилию телескопов Darwin, предназначенных для поиска признаков жизни вне Солнечной системы путем анализа состава атмосфер экзопланет.