Căutarea erei întunecate a cosmosului
Într-un pas curajos pentru explorarea spațială, o echipă internațională condusă de Universitatea din Cambridge dezvoltă un satelit de mici dimensiuni, conceput să străpungă vălul celei mai misterioase ere a universului. Numit CosmoCube, aparatul are dimensiunea aproximativă a unei valize de mână, dar misiunea sa este de a observa o perioadă a istoriei care a rămas în mare parte invizibilă pentru știință: cele 150 de milioane de ani de întuneric de dinaintea aprinderii primelor stele.
Misiunea se concentrează pe detectarea „liniei de 21 de centimetri”, o semnătură radio slabă emisă de atomii de hidrogen în intervalul dintre strălucirea post-Big Bang și nașterea primelor structuri cerești. Deoarece acest semnal este extrem de slab și mascat de poluarea radio constantă a Pământului—inclusiv emisiunile FM, telecomunicațiile și interferențele atmosferice ale ionosferei—echipa de cercetare a conceput o strategie orbitală ingenioasă pentru a ajunge în singurul loc liniștit din vecinătatea noastră cosmică: fața nevăzută a Lunii.
Utilizarea scutului lunar
Poziționând CosmoCube pe o orbită lunară specifică, satelitul va trece periodic în spatele Lunii, utilizând corpul ceresc drept scut natural pentru a bloca zgomotul radio neîncetat al Pământului. În timpul acestor ferestre de liniște de 40 de minute din fiecare orbită de două ore, satelitul își va desfășura antena radio specializată și ușoară pentru a asculta ecoul slab al universului timpuriu. Acest ciclu de observație va fi repetat pe parcursul unei misiuni de doi ani, generând aproximativ 1.000 de ore de date pure, libere de interferențe.
Detectarea unei astfel de șoapte venite de acum 13,5 miliarde de ani necesită o precizie extremă. Pentru a asigura acuratețea, satelitul este echipat cu un calibrator „Dicke switched”. Acest sistem alternează continuu între scanarea cerului și măsurarea unor surse de referință interne, permițând hardware-ului misiunii să identifice și să elimine propriul zgomot electronic din citirile cosmice. Odată ce datele ajung pe Pământ, analize statistice bayesiene avansate vor izola semnalul de hidrogen dorit de emisiile galactice de prim-plan.
Obiectivele misiunii și tehnologia
- Observații țintite: Misiunea urmărește captarea frecvențelor radio între 10 și 50 MHz, o bandă inaccesibilă observatoarelor terestre.
- Perspective asupra materiei întunecate: Analizând modul în care hidrogenul timpuriu s-a grupat, cercetătorii speră să înțeleagă mai bine rolul materiei întunecate în atracția gravitațională și formarea ulterioară a primelor galaxii.
- Inovație compactă: Satelitul utilizează tehnologie avansată RF Systems on Chip (RFSoC), integrând hardware analogic și digital de înaltă performanță într-o platformă eficientă de mici dimensiuni, dezvoltată de Surrey Space Technology Limited (SSTL).
- Eficiența costurilor: Cu un buget estimat la sub 50 de milioane de euro, proiectul urmărește să demonstreze că cercetarea spațială de avangardă nu necesită bugetele astronomice asociate de obicei cu observatoarele spațiale gigantice.
Pe măsură ce competiția pentru orbita lunară crește, odată cu interesul agențiilor spațiale din întreaga lume, echipa CosmoCube lucrează rapid pentru finalizarea dezvoltării. Având parteneri academici și din industrie în Marea Britanie și UE—inclusiv Universitatea din Portsmouth și STFC RAL Space—misiunea reprezintă o etapă tehnologică semnificativă. Valorificând hardware miniaturizat și extrem de specializat, CosmoCube promite să transforme fața nevăzută a Lunii într-un post de ascultare fără precedent pentru umanitate, putând rescrie înțelegerea noastră despre modul în care universul a evoluat de la un vid întunecat și gol la structura complexă de galaxii în care trăim astăzi.
