Британские учёные разработали спутник CosmoCube размером с небольшой чемодан, который может помочь изучить период космической истории продолжительностью около 150 млн лет. Речь идёт о времени до появления первых звёзд, когда Вселенная оставалась тёмной. Международная команда под руководством Кембриджского университета планирует вывести аппарат на орбиту вокруг Луны.
Во время пролёта над обратной стороной Луны спутник окажется защищён от радиопомех, создаваемых Землёй. В каждом двухчасовом витке лунный диск будет закрывать CosmoCube от земного радиоизлучения примерно на 40 минут. За двухлетнюю миссию исследователи рассчитывают получить около 1000 часов наблюдений.
Главной целью станет поиск 21-сантиметровой линии — слабого радиосигнала нейтрального водорода, существовавшего между послесвечением Большого взрыва и началом космического рассвета. Этот сигнал возник более 13,5 млрд лет назад, однако земная ионосфера не пропускает соответствующие частоты к наземным телескопам. Дополнительные помехи создают радиостанции FM-диапазона, спутники и телекоммуникационные системы.
CosmoCube будет работать с частотами от 10 до 50 МГц, недоступными для большинства наземных наблюдений. «Обратная сторона Луны действительно является единственным вариантом: она одновременно решает несколько проблем и открывает чистое окно в очень раннюю Вселенную», — сказал ведущий автор проекта профессор Элой де Лера Аседо из Кавендишской лаборатории Кембриджа, также связанный с Институтом космологии Кавли. По его словам, полученные данные могут показать, какую роль тёмная материя сыграла в объединении водорода и формировании первых звёзд и галактик.
После выхода на лунную орбиту аппарат развернёт лёгкую радиоантенну. Для устранения собственных электронных шумов спутник будет использовать калибратор с переключением Дике, поочерёдно наблюдая небо и несколько внутренних эталонных источников. Затем данные обработают на Земле с помощью байесовских статистических методов, компьютерного моделирования и измерений отклика антенны на разные участки неба.
Проект получил финансирование Космического агентства Великобритании, а запуск CosmoCube рассчитывают осуществить в течение ближайших пяти лет; описание миссии опубликовано в журнале Nature Astronomy. Платформу SSTL-21 создаёт британская Surrey Space Technology Limited, а миниатюрный радиометр разрабатывается с применением радиочастотных систем на кристалле. В работе участвуют Портсмутский университет, STFC RAL Space и исследователи из стран Евросоюза, включая Мальту; предполагаемая стоимость миссии — менее 50 млн евро.