искусством оригами.
В отличие от HST, JWST предназначен для регистрации инфракрасного излучения, длины волн которого больше, чем у видимого красного света. Как мы уже говорили, все тела с температурой выше абсолютного нуля излучают какой‐нибудь вид электромагнитных волн. Это обстоятельство создает для инженеров, проектирующих инфракрасный телескоп, специфическую проблему. В простейшей формулировке она звучит так: как избежать регистрации телескопом своего собственного излучения? Ведь его температура выше абсолютного нуля, так что нам придется вылавливать инфракрасные сигналы космических тел из «дымки», создаваемой излучением самого инструмента. Обычно с этой проблемой справляются, понижая температуру телескопа, чтобы испускаемое им самим излучение имело большую длину волны, чем та, которую способны регистрировать его инструменты. Инфракрасные космические телескопы обычно имеют запас жидкого гелия для охлаждения инструмента. (Для справки: температура жидкого гелия около 4 градусов выше абсолютного нуля: −270 °C.) Когда запас гелия кончается – как правило, через несколько лет, – охлаждать инструмент становится нечем.
Очевидно, что подобное лобовое инженерное решение для JWST не подходит – его запас топлива рассчитан на удержание его на орбите вокруг точки Лагранжа в течение 10 лет, а на такой срок никакого охладителя не напасешься. Поддерживать низкую температуру JWST будет сложная конструкция, называемая солнцезащитным экраном. В полностью развернутом виде этот экран, состоящий из пяти слоев покрытой алюминием пленки, будет иметь размер теннисного корта. Идея в том, что экран будет как отражать тепло от внешних источников – Солнца и Земли, – так и отводить тепло, генерируемое самим телескопом, в результате поддерживая вокруг телескопа низкую температуру. При солнцезащитном экране, работающем в полную силу, телескоп будет сохранять достаточно низкую температуру, чтобы не позволить своему собственному излучению вносить искажения в данные, получаемые из космоса. Как и главное зеркало телескопа, солнцезащитный экран будет развернут, когда JWST прибудет в пункт назначения. Заметим, кстати, что разрыв экрана в ходе его тестового развертывания в 2017 году привел к переносу даты запуска JWST на год.
Что же мы сможем узнать о жизни на экзопланетах, когда JWST будет успешно запущен и доставлен в точку Лагранжа? Главные преимущества этого инструмента таковы: во‐первых, это высокое угловое разрешение, обеспечиваемое большим диаметром главного зеркала, и, во‐вторых, его способность регистрировать излучение на длинных инфракрасных волнах. Эти особенности позволят телескопу искать в инфракрасных спектрах атмосфер экзопланет линии поглощения определенных молекул, наличие которых может быть связано с присутствием на планете жизни – мы говорили об этом в главе 5. В некоторых случаях JWST, возможно, удастся даже получить прямые изображения экзопланет; в основном же он будет наблюдать их методом транзитов, который мы уже описывали. Вопрос о том, удастся ли превратить эти данные в однозначные выводы о присутствии жизни, ответа, по нашему мнению, в обозримом будущем не получит.
И, если уж мы говорим о новых телескопах, стоит упомянуть также специализированные космические телескопы для подробного наблюдения транзитов близлежащих экзопланет – TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), запущенный NASA в 2018 году, и CHEOPS (CHaracterising Exoplanet Satellite), запуск которого запланирован Европейским космическим агентством на 2019 год).
SETI
Поиски внеземного разума (аббревиатура SETI расшифровывается как Search for Extra-Terrestrial Intelligence) идут уже давно. Начались они в конце 1950‐х, когда ученые осознали, что новые радиотелескопы теоретически позволяют нам регистрировать радиосигналы от других технологических цивилизаций в нашей Галактике – при том условии, конечно, что такие сигналы вообще существуют. С тех пор эти поиски продолжаются – иногда при поддержке правительства, но чаще без нее.
Исходные доводы в пользу запуска программы SETI основывались на уровне техники середины XX столетия, когда радио- и телевизионные сигналы беспорядочно транслировались во всех направлениях, в том числе и в космическое пространство. Отсюда у ученых возникла идея, что и мы могли бы «подслушать» подобные трансляции с других планет. Или, в другом варианте развития событий, кто‐то на этих планетах, возможно, уже пытается установить с нами контакт, и тогда радиотелескопы позволят нам «снять трубку».
Лучшая аналогия того, как работает проект SETI, – поиск конкретной радиостанции в незнакомом городе: вы настраиваетесь на одну частоту, слушаете, переходите на другую… Похожим образом, зондируя по программе SETI определенную звезду или планетную систему, вы должны шаг за шагом просмотреть весь радиочастотный спектр. Иногда ученые выдвигают предположение, что инопланетяне будут выбирать для связи какие‐то особенные частоты (популярное предложение – линия нейтрального водорода с длиной волны 21 сантиметр), а значит, мы должны слушать космос только на этих конкретных частотах. Конечно, если вы оставляете для поиска меньше частот, искать становится проще, но и уверенность в том, что вы получили однозначно отрицательный результат, падает: вы не можете сказать точно, то ли сигнала вообще нет, то ли он есть, но не на той частоте, которую вы прослушиваете. Кроме того, технический прогресс на Земле показал, что стратегия «подслушивания» имеет один серьезный изъян. На заре SETI казалось, что, если технологическая цивилизация достигла точки появления радиотрансляции, она будет продолжать двигаться в этом направлении очень долго – тысячи или даже миллионы лет. Но на деле на Земле прогресс пошел по другому пути: вместо того чтобы посылать сигналы в пространство, люди стали все чаще и чаще осуществлять связь через волоконно‐оптические кабели и спутники. Таким образом, активность, с которой мы транслируем в космос радиоволны, за последние 30 лет значительно уменьшилась. Соответственно, мы подозреваем, что инопланетяне тоже будут излучать в пространство «подслушиваемые» сигналы лишь в течение очень короткого отрезка в истории своего развития – по сути, ровно столько, сколько их технике потребуется, чтобы перейти от радиотрансляций к волоконной оптике.
Мы можем подвести итог полувекового существования программы SETI одной короткой фразой: мы не зарегистрировали каких‐либо однозначно идентифицируемых сигналов от внеземной цивилизации. Объяснение так называемого Великого Молчания остается одной из главных задач современной науки. Отметим также, что решить, имеет ли данный сигнал естественное происхождение или отправлен разумными существами, не всегда просто. Например, когда впервые были зарегистрированы сигналы пульсаров, астрономы, которые их обнаружили, назвали эти регулярно повторяющиеся радиоимпульсы «LGM-1», где аббревиатура расшифровывалась как «маленькие зеленые человечки» («little green men»).
Ключевые научные вопросы
На какие вопросы мы захотим ответить в первую очередь, получив технические возможности, появления которых мы ждем в предстоящие несколько десятилетий? Приведем неполный список таких вопросов, а также областей, в которых мы ожидаем активных исследований.
Что такое жизнь?
В главе 3 мы поговорили о том, как трудно определить, что такое жизнь, даже при условии, что мы ограничиваем наши усилия собственной планетой. Если же мы собираемся отправиться на поиски жизни в космосе, мы должны как минимум руководствоваться каким‐то более или менее ясным представлением о том, что конкретно мы ищем. Эта
