Используя гелиостаты — большие зеркала, предназначенные для концентрации солнечной энергии в течение дня, ученый из Национальных лабораторий Сандия показал, что их можно использовать и ночью для обнаружения астероидов, космических аппаратов и других околоземных объектов (ОЗО).
По мнению исследователя, данная технология также способна содействовать NASA в мониторинге спутников и других объектов, находящихся на цисолярной орбите (пространстве между Землей и Луной). Отслеживание этих объектов представляет собой непростую задачу для существующих систем слежения.
Гелиостаты, обладающие высокой чувствительностью, способны обнаруживать ОЗО
Доктор Джон Сандаски, проработавший в лаборатории почти 20 лет, первоначально сомневался в целесообразности использования гелиостатов Национального центра испытаний солнечной энергии для детальной съемки, так как они не соответствуют необходимым стандартам оптического качества. Тем не менее, принимая во внимание их способность к сбору значительного объема света и опираясь на свой опыт в лазерной связи, он рассмотрел альтернативные варианты их применения.
На основании проведенного анализа он высказал предположение о способности гелиостатов регистрировать колебания частоты света, возникающие при прохождении небольших небесных тел, например астероидов, перед звездами.
«Современные стандарты частоты, синхронизированные с GPS, позволяют измерять даже незначительные колебания частоты, порядка одной миллионной герца », — пояснил Сандаски.
Чтобы подтвердить свою теорию, он разработал метод «сканирования» с помощью гелиостата, который движется с постоянной скоростью по отношению к звездам. По его расчетам, любой движущийся объект должен создавать сигнал на смежной частоте, что позволит его идентифицировать. Этот подход, в отличие от дорогостоящих методов, использующих поиск световых следов на изображениях звездного неба или требующих строительства новых обсерваторий, может предложить более экономичную альтернативу для защиты планет.
«По словам ученого, гелиостаты не используются в ночное время. Эта технология может предоставить им дополнительную функцию с незначительными финансовыми вложениями ».
Лишь через два десятилетия после появления задумки Сандаску получил средства для проведения первых опытов в ночное время.
Ночные эксперименты и долгое ожидание
Используя стандартные оптические инструменты для регистрации слабого света, который гелиостат фокусировал на сооружении, ученый проводил летними ночами испытания на солнечной башне высотой 200 футов. Он корректировал положение зеркала в течение ночи, заставляя его «сканировать» небо примерно раз в минуту.
«Днем солнечные башни генерируют миллион ватт энергии, используя свет, а ночью предпринимаются попытки зафиксировать фемтоватт – чрезвычайно малую величину, составляющую миллионную миллиардную долю ватта, и излучаемую астероидами », — объяснил исследователь.
Несмотря на то, что процесс оказался длительным и потребовал проявления терпения, полученные данные продемонстрировали эффективность предложенной концепции.
С помощью гелиостатов можно заблаговременно обнаружить потенциальную опасность столкновения с астероидом
Гелиостаты способны улавливать свет звезд, что позволяет использовать их для обнаружения астероидов, как показали эксперименты. Сандаски охарактеризовал свою технологию как находящуюся на ранней стадии разработки, но отметил, что даже после совершенствования она будет существенно экономичнее применяемых на данный момент способов.
«Имея предварительную информацию о приближении астероида и точке его падения, мы сможем лучше подготовиться и уменьшить потенциальный ущерб », — отметил ученый.
Данный метод также позволяет осуществлять мониторинг объектов на геостационарной орбите, что представляет интерес для Космических сил США.
Оценка полученных комментариев и выявление перспективных направлений развития
Сандaски рассчитывает на отзывы коллег после его доклада на конференции SPIE и публикации статьи. Полученная обратная связь позволит доработать технологию и выявить ее ограничения.
«По его словам, компания изучает способы расширения системы от одного гелиостата до их множества с целью повышения эффективности поиска озона. Кроме того, планируется проверить возможность обнаружения ещё более мелких астероидов ».
Поиск экзопланет может стать еще одним перспективным направлением, которое расширит возможности использования данной технологии.
Исследование опубликовано в .