Применение гравитационной линзы Солнца для наблюдения экзопланет

[vika vorobyeva]

Еще раз пересчитала коэффициент усиления излучения пульсара в Крабе, считая его диаметр равным 30 км (в Википедии приводится величина 25 км, но это уже несущественные поправки).

Итак, A = 3``/φ_s

φ_s = 15 км/(2000·3.086·10¹³) = 2.43·10^-16 рад = 5·10^-11 угловых секунд (проверяйте!)

A = 3``/(5·10<sup>-11</sup>``) = 6·10¹⁰

Да, в прошлый раз загнула на 5 порядков, видимо, забыла пересчитать радианы в угловые секунды
2·10^-11 Вт/кв.м · 6·10¹⁰ = 1.2 Вт/кв.м

Да, для металлургического производства маловато... При этом опасность для космических аппаратов такой луч все-таки может представлять. Но тут пусть лучше инженеры выскажутся, много это или мало.

[Gleb1964]

Да, в прошлый раз загнула на 5 порядков, видимо, забыла пересчитать радианы в угловые секунды
2·10^-11 Вт/кв.м · 6·10¹⁰ = 1.2 Вт/кв.м

здесь цифры сходятся - я насчитал общий поток в 2милливата в изображении размером 4-5см, если пересчитать в единицы плотности потока на квадратный метр (освещенность), то я получаю 1.6Вт/кв.м, что очень близко, учитывая, что я считал немного другим путем. Вопрос в том, что дифракция не даст свету собраться в таком маленьком изображении, т.е. такие плотности все равно недостижимы.

[Golossvyshe]

Резюме: "Оставь надежду всяк..."

Не токмо халявного абляционного дрынолётика, но даже и сколько-то приличного наблюдательного инструмента таким образом не получится.

Незачем лететь за 700 ае.
Надо без фантазий, сурово и прямо строить OWL 
В точке либрации желательно

[Андрей Курилов]

Получается что так

[Aluminium]

Ну, не всё так плохо. Для экзопланет этот наблюдательный инструмент весьма неплох. "Духи" (изображения) звезды расположатся на одной прямой с дефлектором, что позволит убрать засветку от них с помощью специального коронографа. "Духи" планеты тоже окажутся на одной прямой с дефлектором, но немного с других сторон. В особо благоприятном случае изображения планеты будут отстоять от изображений звезды более, чем на 1'', независимо от расстояния до исследуемой звезды.

[sharp]

Резюме: "Оставь надежду всяк..."

Не токмо халявного абляционного дрынолётика, но даже и сколько-то приличного наблюдательного инструмента таким образом не получится.

Ну почему же. 1000-кратное усиление ближайших звезд на дороге не валяется.

[Aluminium]

И что ещё лучше, усиление в 10⁵ раз ближайших планет земного типа. Вместо 25^m (вроде столько имеет Венера, если смотреть с Альфы Центавра) наблюдать 12,5^m намного приятнее.

[Инопланетянин]

То, что космические аппараты способны работать по 40-50 лет – это факт. Но по сто? По триста? По тысяче? Опыта нет, категорически утверждать сложно
Но если цивилизация способна отправить аппарат к соседней звезде (а иначе зачем межзвездная связь?), надежность работы в течение сотен лет ее инженеры должны обеспечить, иначе и ретранслятор в солнечном фокусе не понадобится

А ведь, аппарат будет удаляться от Солнца по оси безо всякого торможения. Значит долговечность ему потребуется только на время прохода через фокусное расстояние. Ну или придётся как-то висеть. Эх Ганс, ну вот как эти плуты с чистильщиками там будут висеть? Да ещё не на орбите, а где надо? Да ещё в полной пустоте, без подпитки энергией и реактивной массой? Конечно, ионников хватит чтобы там удержаться, но не на сотни же лет?
В общем, долговечность аппарату потребуется не сверхсильная.

[Андрей Курилов]

или придётся как-то висеть. Эх Ганс, ну вот как эти плуты с чистильщиками там будут висеть? Да ещё не на орбите, а где надо? Да ещё в полной пустоте, без подпитки энергией и реактивной массой?

->

Я тут прикинул - для удержания на одном и том же месте массы 1 млн т на расстоянии 600 АЕ от Солнца потребуется всего 16 Н. Т.е. в гравифокусе Солнца вполне можно "подвесить" целые энергостанции.

[Trend]

Такой телескоп имеет смысл запускать, если будет обнаружен какой-то очень интересный объект, или у старого обнаружатся очень интересные свойства. Например, если у Проксима Центавра b обнаружатся биомаркеры или будет подтверждена искусственная природа затмений в системе KIC 8462852.

[Проходящий Кот]

Вот уже две цели есть.....

[Проходящий Кот]

Однако связи по системе Роза и Червь не получается.....
По крайней мере не видно преимуществ перед размещением ретрансляторов напрямую в системе.

[gas]

У Солнца есть гораздо более короткий фокус, а именно для нейтрино, где-то в районе Сатурна, вот там можно что-то детектировать,
может и грави волны тоже

[Инопланетянин]

Т.е. в гравифокусе Солнца вполне можно "подвесить" целые энергостанции.

Допустим, сто лет они там провисят. Допустим. Но двести? Тысяча? А ведь аквилианам и миллионы лет как семечки. Им мало будет. И откуда-то для запуска этих электростанций надо брать ресурсы. Естественно, из более богатых областей системы.
Я это к тому, что деятельность аквилиан в Солнечной системе будет заметна невооружённым глазом. По отъёму этих самых ресурсов.

[Проходящий Кот]

По роману это было 5 млн лет назад.....

[Инопланетянин]

Вот-вот. Где они возьмут ресурсов на 5 млн. лет? Плюс доставка, которая тоже отъест нибожемой? Да когда мы появимся, на Земле пустыня будет без руды и радиоактивных элементов, но зато с их отходами.

[arezn99]

Месяц назад слышала доклад, посвященный миссии в гравитационный фокус Солнца. В случае, если завтра дадут денег, то старт ожидается в 2023-2025 годах. (Но денег, понятное дело, не дадут.)
Лететь собираются на электростатическом парусе (за счет импульса протонов солнечного ветра). Траектория довольно хитрая – сначала гравитационным маневром у Юпитера уронить аппарат к Солнцу, в перигелии развернуть парус – и вперед. Расчетная скорость – 12 а.е. в год (~57 км/с). Поскольку гравитационный фокус Солнца – не точка, а линия, можно просто лететь прочь и по ходу проводить наблюдения.
Далее все расчеты приводились для расстояния в 750 а.е.
Усиление яркости точечного источника гравитационным полем Солнца оказывается колоссальным – до 10¹¹ раз для лучей с длиной волны 1 мкм. Метровый телескоп при наблюдениях из фокуса эквивалентен 80-километровому(!) телескопу. Разрешение ожидается до 30 наносекунд дуги, на расстоянии альфа Центавра - до 5 км на пиксель.
Но, конечно, не все так просто. Точечный источник искажается в кольцо Эйнштейна. Поэтому просто вися в пространстве мы никакого изображения чужой системы не увидим. Потребуется регулярный дрейф аппарата на сотни километров в поперечном направлении, чтобы построить (точнее, восстановить математической обработкой) изображение – вот только я не помню, диска планеты земного типа или всей системы в целом. Задача аналогична наблюдению картины сквозь маленькую дырочку – чтобы увидеть картину целиком, ее придется сканировать нашей дырочкой (дырочку водить вдоль картины ряд за рядом).
И конечно, каждый такой аппарат будет предназначен для изучения одной планетной системы. Ну и что? Посылают же персональные миссии к астероиду. В принципе, такие аппараты можно клепать десятками и рассылать во все стороны для изучения всех ближайших звезд.

Если немного усложнить траекторию. Послать КА к Сатурну,  который перенаправит его к Юпитеру и далее по исходному варианту. Время до пролета Солнца увеличится лет на 6-7 ... И скорость пролета на ? На 5-6- км/сек.?

Насчет линзы, интересны варианты
http://lnfm1.sai.msu.ru/SETI/koi/bulletin/9/maccone.html

[AlexAV]

Уже не заслуживает:
https://arxiv.org/abs/1708.03113v1   https://arxiv.org/pdf/1708.03113v1.pdf
Gravitational Quantum Hall Effect
Naoki Yamamoto
(Submitted on 10 Aug 2017)

И чем это мешает?

Для Солнца там же эффект получается совершенно ничтожным (подставьте в формулу 33 параметры для солнечной гравитационной линзы ), его даже измерить вероятно не получится, а уж чему-то помешать это точно не сможет.

[Foma]

На днях в Калтехе прошел семинар, посвященный проекту получения изображений экзопланет с помощью гравитационного фокуса Солнца. Проект довольно проработан, много цифр, причем отличных от приведенных в этой теме.



По расчетам размер изображения экзопланеты (у звезды в 100 световых годах от нас) составит 1.3 км,  оно будет сканироваться поточечно телескопом апертурой 1 м, выведенным на ось зрения в 750 а.е. от Солнца и потом путем деконволюции мы получим итоговую картинку разрешением 10 км на пиксель

[

Требования к точности наведения неслабые: положение звезды должно быть известно с точностью 45 км, положение планеты - с точностью от 1 от 6 млн км, при этом телескоп должен все время находиться в гравитационном фокусе Солнца, которое само "гуляет" вокруг центра масс Солнечной системы - с амплитудой 450 км в год за счет Земли, 75 млн км  за 12 лет за счет Юпитера, 50 млн км за 29 лет за счет Сатурна и т.д.



Рассмотрены разные варианты доставки телескопа в фокус Солнца. По суммарному времени (разработка технологии + перелет) наиболее выигрышными смотрятся традиционный "химический" вариант с маневром у Юпитера и Солнца и солнечный парус, но в любом случае в  точке наблюдения аппарат окажется не ранее чем через 40-50 лет. Но оно того стоит.

также интересующимся рекомендую:
1) Программный документ проекта
2) Подробная презентация Славы Турышева и его выступление на семинаре.
3) Небольшой, но показательный ролик про съемку экзопланет из грав. фокуса Солнца

[sharp]

По расчетам размер изображения экзопланеты (у звезды в 100 световых годах от нас) составит 1.3 км

Угловые размеры разве меряются в километрах?