Иногда, чтобы поддержать идею, нужно сначала дискредитировать альтернативные, конкурирующие идеи, которые могут отнять ресурсы у той, что вас интересует. В научном сообществе один из самых разрушительных способов сделать это — показать, что другие методы слишком дороги или неэффективны из-за фундаментальных ограничений. Именно это и делает недавняя статья доктора Славы Турышева, самого известного в мире сторонника миссии с использованием солнечной гравитационной линзы (СГЛ).
Статья [опубликована](https://arxiv.org/abs/2506.20236) на сервере препринтов arXiv. В ней доктор Турышев рассматривает, насколько эффективны альтернативные технологии телескопов при создании карты экзопланеты размером 10×10 пикселей на расстоянии в 32 [световых года](https://phys.org/tags/light+years/). Как и ожидалось, только один метод способен сделать это без гигантских скачков в развитии технологий — телескоп с солнечной гравитационной линзой.
Доктор Турышев разделяет все предложенные альтернативы на три группы: традиционные телескопы, косвенная реконструкция и визуализация на месте. У каждой из них есть фатальные недостатки, которые делают их неосуществимыми, по крайней мере, в ближайшие десятилетия.
Традиционные телескопы
Запуск большого телескопа, такого как предложенный 15-метровый Large Ultraviolet Optical Infrared Surveyor (LUVOIR), — самый традиционный метод. Однако ни один из них не приближается к требуемому [пространственному разрешению](https://phys.org/tags/spatial+resolution/), необходимому для получения изображения поверхности планеты размером 10×10 пикселей. Фактически, согласно расчётам доктора Турышева, его разрешение в 10 000 раз ниже необходимого.
Ещё один ограничивающий фактор таких больших традиционных телескопов — их «бюджет фотонов». Поскольку с Земли-аналога, находящегося на расстоянии 32 световых лет, придёт относительно немного фотонов, а из других окружающих источников света (которые в этом случае будут считаться «шумом») — гораздо больше.
Доктор Турышев подсчитал, что для получения разумной статистической уверенности в том, что анализируемые фотоны действительно исходят от планеты, потребуется 1900 лет наблюдений, чтобы составить карту сетки размером 10×10 пикселей с помощью LUVOIR.
Косвенная реконструкция
Некоторые технологии, такие как звёздные тени, несколько помогают в этом. Однако они всё равно страдают от проблемы разрешения и требуют сотен лет, а не тысяч, и продвинутых алгоритмов координации, которые ещё не разработаны.
Интерферометры также сталкиваются с проблемами координации. Чтобы достичь необходимого разрешения для карт размером 10×10 пикселей, требуются базовые линии в 130 км, что далеко за пределами наших нынешних возможностей космических интерферометров и требует значительного шага вперёд в координации десятков телескопов, которые для этого потребуются. Даже если бы мы смогли преодолеть это, всё равно потребовались бы тысячи лет, чтобы правильно разрешить изображение планеты, что делает этот метод неосуществимым.
Наземные телескопы
Наземные телескопы, такие как Чрезвычайно Большой Телескоп (ELT), всё равно не проходят тест на разрешение. Они способны создавать изображения, которые примерно в 2000 раз грубее, чем требуется для карты размером 10×10 пикселей. В случае с ELT временные затраты ещё хуже: по оценкам, потребуется 41 000 лет, чтобы разрешить 100 пикселей.
Косвенные методы
Использование обычных методов обнаружения экзопланет, таких как световые кривые или транзиты, может сработать. Однако инвертирование световых кривых даст только одномерный эквивалент, а не двумерную реконструкцию, необходимую для этого теста. Транзиты более перспективны, но потребуют нескольких проходов, что растянет временные рамки, необходимые для потенциально тысяч лет, в зависимости от скорости вращения целевой планеты вокруг своей звезды.
Можно попытаться поймать затмение, используя либо естественный объект пояса Койпера (ОКП), либо даже искусственный, специально отправленный далеко от планеты для этой цели. Однако ОКП слишком редки, чтобы быть потенциально полезными для этой цели, а искусственные затмеватели страдают от той же проблемы, что и звёздные тени — их крайне сложно координировать, особенно на расстояниях, необходимых для работы этого метода.
Остаётся ещё один альтернативный вариант — отправить зонд к самой планете. Некоторые предложенные методы, такие как [Breakthrough Starshot](https://phys.org/tags/breakthrough+starshot/), могут достигать скоростей, составляющих значительный процент от скорости света. Однако они сталкиваются с набором других проблем.
При таких скоростях у зонда будет всего несколько минут с планетой, и он должен будет отправить любые собранные данные за эти несколько минут обратно на Землю с потенциально десятков световых лет. В настоящее время не существует известной системы связи, способной сделать это, будучи при этом достаточно лёгкой для транспортировки к другой звезде. Разработка такой системы займёт много времени.
Таким образом, миссия с использованием солнечной гравитационной линзы остаётся наиболее разумным путём. Учитывая текущую консолидацию бюджета, в NASA (где работает доктор Турышев) вряд ли в ближайшее время будет рассматриваться какая-либо подобная миссия.