Die NASA will auf der anderen Seite des Mondes ein Radioteleskop bauen: Warum und wie es funktionieren wird

Bildnachweis: NASA–JPL

Ein riesiges Radioteleskop in einem Krater auf der anderen Seite des Mondes: Das ist das Ziel des gigantischen Projekts Mondkrater-Radioteleskop (LCRT) der NASA für die Erkenntnis, was es tatsächlich sein würde das größte jemals gebaute Teleskopmit einem Durchmesser von 1,3 km. Zum Vergleich: Das größte Radioteleskop der Welt (FAST in China) hat einen Durchmesser von „nur“ 500 Metern. Das Hauptziel dieses Projekts besteht darin, mit beispielloser Präzision das sogenannte zu untersuchen Es war dunkel des Kosmos, der Zeitraum zwischen 400 Millionen Jahren und 1 Milliarde Jahren nach dem Urknall, in dem sich die ersten Sterne und Galaxien bildeten. Das Projekt übersteigt derzeit unsere technologischen und technischen Möglichkeiten, daher gibt es keinen festen Termin, aber wir werden in den folgenden Schritten fortfahren: bereits in 2025 oder 2026 Die amerikanische Raumfahrtbehörde könnte die Pilotmission starten LuSEE-Nachtdas das erste – wenn auch kleine – Radioteleskop installieren wird, das auf dem Mond betrieben wird.
Nach Angaben des NASA-Projekts würde das Teleskop bestehen aus Tausende von Panels Dies gelang durch die Ausnutzung der Konkavität eines großen Kraters, um eine gigantische Antenne zu bauen, die in der Lage ist, das Universum im Radioband zu beobachten, wie es noch nie zuvor möglich war. Ein Radioteleskop auf der anderen Seite des Mondes hätte nicht das Problem der Atmosphäre (die die kürzeren Wellenlängen absorbiert) und des durch menschliche Aktivitäten erzeugten „Radiorauschens“, das vom Mond selbst abgeschirmt würde. Die enormen Abmessungen würden es auch ermöglichen, eine zu erreichen Eine Lösung ist heute unmöglich im Radioband, es sei denn mit ganz besonderen Techniken.

Wie das riesige Radioteleskop auf dem Mond entstehen wird

Um ein Radioteleskop zu bauen, sind vereinfacht gesagt zwei Hauptelemente erforderlich: dasAntenne und das Empfänger. Die Aufgabe der Antenne besteht darin, die Funkwellen zu reflektieren und sie an einem ganz bestimmten Punkt in einer bestimmten Höhe über der Antennenmitte zusammenlaufen zu lassen: Hier muss der Empfänger installiert werden, in dessen Inneren sich der Sensor befindet, der die von der Antenne übermittelten Wellen auffängt Antenne. Im Fall des Mondkrater-Radioteleskops besteht die Idee darin, einen Krater mit einem Durchmesser zwischen 3 und 5 km teilweise mit Paneelen zu „auskleiden“, die Radiowellen reflektieren können und so angeordnet sind, dass sie eine Art „Teppich“ bilden Gleichnis: Die Krümmung dieser Antenne (die einen Durchmesser von 1,3 km haben wird) reflektiert die Radiowellen an der Position, an der sich der Empfänger befindet (350 m im Durchmesser). Die Aufhängung erfolgt über ein Seilsystem, das am Rand des Kraters befestigt ist.

Darstellung des Mondkrater-Radioteleskops. Die horizontalen grünen Linien zeigen die Antenne und der weiße Punkt in der Mitte den Empfänger (aufgehängt an den roten Kabeln). Bildnachweis: Saptarshi Bandyopadhyay

Die Installation des Teleskops wird eine technologische und ingenieurtechnische Herausforderung enormen Ausmaßes darstellen: Ein Großteil des notwendigen Know-hows muss noch entwickelt werden. Das Projekt beinhaltet eine Landung auf dem Mond zwei Moduleeine am Boden des Kraters, auf der die Platten für den Aufbau der Antenne platziert werden, und die andere am Rand, auf der die Kabel für den Empfänger installiert werden.

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Darstellung der Installation des Lunar Crater Radio Telescope. Bildnachweis: Saptarshi Bandyopadhyay

Dazu müssen wir einen Satelliten im Orbit um den Mond hinzufügen, der als solcher fungiert Funkverbindung, sammelt die vom Teleskop erzeugten Daten und sendet sie zur Erde. Da sich tatsächlich der gesamte Mond zwischen uns und dem Teleskop befindet, kann dieses nur über einen „Vermittler“ mit unserem Planeten kommunizieren.

Die Pilotmission: LuSEE-Night

Angesichts der erheblichen Komplexität der Operation, für die es derzeit keinen festen Termin gibt, hat die NASA die Mission geplant LuSEE-Nacht (Elektromagnetischer Forscher der Mondoberfläche) bereits für 2025 oder 2026. Bei dieser Pilotmission geht es um den Start eines kleinen Radioteleskops, das auf der anderen Seite des Mondes einsatzbereit sein wird. Das Teleskop wird von der Mondlandefähre getragen Blauer Geist im südlichen Bereich der anderen Seite des Mondes, von wo aus es nur über den Satelliten mit der Erde kommunizieren kann Mondpfadfinder, das das Signal und die Daten an Astronomen „weiterleitet“, die auf unserem Planeten arbeiten. LuSEE-Night wird eine außergewöhnliche Gelegenheit sein, den Kosmos bei sehr niedrigen Radiofrequenzen zu untersuchen: Dank der Abwesenheit der Atmosphäre auf dem Mond und der Abwesenheit terrestrischer Radiostörungen wird LuSEE-Night die besten Beobachtungen in diesem elektromagnetischen Band der Welt liefern Geschichte der Astronomie.

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Darstellung des LuSEE-Nachtteleskops. Bildnachweis: Tricia Talbert, NASA

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