Međunarodni tim predlaže mali satelit CosmoCube veličine putnog kofera koji bi na tamnoj strani Meseca prikupljao radio-signale da bi pokušao da detektuje 21-cm liniju iz perioda pre ~13,5 milijardi godina. Satelit bi imao ~40 minuta po dvosatnoj orbiti na zaklonjenoj strani Meseca i mogao prikupiti ~1.000 sati podataka tokom ~dve godine. Podaci bi pomogli da se bolje razume formiranje prvih zvezda i uloga tamne materije; tim planira lansiranje u roku od pet godina, dok geopolitička takmičenja mogu ubrzati rokove.
CosmoCube: Satelit Veličine Kofera Koji Traži Odjeke Ranog Svemira Sa Tamne Strane Meseca
An artist's impression of the CosmoCube satellite.
Veliki prasak je možda pokrenuo sve što danas poznajemo, ali prve vidljive strukture univerzuma pojavile su se tek stotinama miliona godina kasnije. Prošlo je oko 150 miliona godina pre nego što su se prve zvezde počele formirati, u periodu poznatom kao kosmička tama. Ipak, iz tog doba stiže izuzetno slab, ali informativan signal — 21-centimetarski radio-talasi koji potiču od neutralnog vodonika.
Detekcija tog signala sa Zemlje je izuzetno teška: jonosfera blokira potrebne frekvencije, a FM radio, telekomunikacije i satelitske smetnje dodatno zamagljuju merenja. Kao što su autori objasnili u časopisu Nature Astronomy, rešenje bi mogao doneti mali satelit — CosmoCube — veličine putnog kofera, koji bi posmatrao iz zaklona tamne strane Meseca.
Kako bi CosmoCube radio
CosmoCube bi ušao u orbitalni režim oko Meseca i tokom svake dvosatne orbite imao približno 40 minuta na dalekoj (tamnoj) strani Meseca, izvan dometa direktnih zemaljskih smetnji. Tokom planirane misije od oko dvе godine satelit bi mogao prikupiti ~1.000 sati podataka na vrlo niskim radiofrekvencijama koji ciljaju 21-cm liniju iz perioda pre ~13,5 milijardi godina.
Tehnička rešenja i obrada podataka
CosmoCube bi koristio laganu radioantenu za osluškivanje tih najranijih odjeka i konstantno proveravao sopstvenu poziciju kombinovanjem podataka sa unutrašnjih senzora i merenja okoline. Takve „dvostruke provere" pomažu da se izdvoje unutrašnji šumovi i instrumentalne greške koje bi se mogle mešati sa stvarnim kosmičkim signalima. Nakon prikupljanja, podaci bi se obrađivali matematičkim modelima kako bi se uklonili i preostali „foreground“ šumovi — uključujući galaktičke radioemisije i druge lažne indikatore.
«Ne postoji drugo mesto gde možete dobiti takav nivo zaštite potreban za detekciju tako slabog signala, a u isto vreme posmatrati veliki deo neba», rekao je Eloy de Lera Acedo, koautor rada i astronom sa University of Cambridge. «Tamna strana Meseca praktično rešava više problema odjednom.»
«CosmoCube ima ambiciju da izvede zahtevnu nauku iz veoma malog satelita u izazovnom okruženju, i za to su potrebne pametne dizajnerske tehnike», rekao je Will Grainger, koautor i istraživač pri britanskom nacionalnom svemirskom laboratorijumu.
Tim već testira termalne modele i druge prototipe. Uz dodatnu podršku veruju da bi satelit mogao biti spreman za lansiranje u roku od pet godina.
Zašto je ovo važno
Uspešna detekcija 21-cm signala sa Meseca omogućila bi pogled u period između ostatka svetlosti Velikog praska i kosmičke zore, čime bi se popunile ogromne praznine u razumevanju formiranja prvih zvezda i uloge tamne materije u skupljanju vodonika. Međutim, konkurencija za istraživanja daleke strane Meseca (npr. planovi Sjedinjenih Država i Indije) može ubrzati zauzimanje tih orbitalnih i površinskih zona, pa je vremenski okvir ograničen.
Zaključak: CosmoCube predstavlja ekonomičnu i inženjerski inovativnu opciju za pristup retkom i dragocenom kosmičkom signalu. Ako plan uspe, mogao bi doneti ključne dokaze o najranijim fazama stvaranja galaksija i o dinamici tamne materije.
Pomozite nam da budemo bolji.
