9 июля 2025 года на Национальном астрономическом собрании, организованном Королевским астрономическим обществом в Дареме (Великобритания), британские ученые представили концепцию миссии CosmoCube.
Миссия направлена на исследование «Темных веков» и «космического рассвета» Вселенной — этапов, наступивших вскоре после Большого взрыва. В то время еще не образовались звезды и галактики. Специалисты намерены зарегистрировать очень слабый радиосигнал, исходящий от первичного водорода, который способен предоставить данные о формировании первых космических структур и эволюции Вселенной.
Для успешного обнаружения сигнала требуется абсолютная радиотишина. Земля представляет собой слишком «шумную» среду из-за атмосферных помех и деятельности человека. Поэтому CosmoCube будет проводить наблюдения с лунной орбиты, используя естественный экран обратной стороны Луны для защиты от земных помех. В этих условиях зонд сможет «услышать» древний «шепот» Вселенной.
Аппарат получит маломощный радиометр для обнаружения слабых радиосигналов. Кроме того, миссия потенциально поможет решить «проблему напряжения Хаббла» и прояснить роль темной материи в ранней Вселенной.
Проект финансируется Космическим агентством Великобритании и осуществляется международным объединением, в которое входят ученые из Кембриджского университета, Портсмутского университета и STFC RAL Space.
Технические особенности CosmoCube
CosmoCube разработан для изучения эпохи «Темных веков» во Вселенной, посредством регистрации радиоизлучения на длине волны 21 см, которое исходит от первичного водорода. Для реализации этой задачи на борту спутника, предназначенного для работы на лунной орбите в течение как минимум двух лет, будет установлен высокочувствительный радиометр.
Ключевым инструментом миссии является высокоточный маломощный радиометр, предназначенный для регистрации изменений температуры, составляющих порядка 10 милликельвинов, в диапазоне частот от 8 до 45 МГц. Изучение флуктуаций плотности барионной материи и выявление сигналов, связанных с постоянной Хаббла в ранней Вселенной, требует исследования именно этого диапазона частот. Чтобы обеспечить требуемую точность, радиометр будет оснащен современной системой внутренней калибровки и установлен на термостабильной платформе, что позволит свести к минимуму системные помехи.
Спутник создан на основе модели SSTL-21 — это компактная платформа, имеющая размер 6 юнитов (6U) и разработанная совместно с Surrey Satellite Technology Ltd (SSTL). На лунную орбиту аппарат будет выведен по траектории, которая позволит максимизировать время наблюдений на обратной стороне Луны, где естественный экран обеспечит защиту от радиопомех земного и солнечного происхождения.
Разработка миссии разделена на три этапа:
- На первом этапе (2021–2022) были проведены предварительные исследования, на которые было выделено 150 000 фунтов стерлингов.
- В период со 2023 по 2025 год планируется разработка полезной нагрузки и создание лабораторных прототипов, на что выделено финансирование в размере 1,5 миллиона фунтов.
- В рамках третьей фазы (2026–2031) запланирован запуск и эксплуатация аппарата, на который выделено около 30 миллионов фунтов.
CosmoCube включён в программу ESA Mini-F (мини-быстрые миссии), и окончательное решение по проекту будет принято весной 2026 года. Реализация этого проекта предоставляет уникальную возможность для изучения одной из наименее изученных областей космологии.