Луна превратилась в огромный радиотелескоп для поиска инопланетных сигналов с её обратной стороны.

Международная команда исследователей изучила почти 236 тысяч радиосигналов, собранных в ходе китайской миссии «Чанъэ-4», которая проводилась в самой тихой радиозоне Солнечной системы. Поиск внеземного разума через радиосигналы является одной из наиболее сложных задач современной астрономии. Основной проблемой для наземных обсерваторий является «электромагнитный смог» Земли, вызванный глобальными сетями связи, навигационными системами, радарами и тысячами спутников на орбите, создающими огромное количество антропогенных радиопомех. Чтобы преодолеть этот барьер, международная коллаборация, включающая китайских инженеров лунных миссий и ветеранов проекта SETI, перенесла поиски на обратную сторону Луны.

Китайская автоматическая станция «Чанъэ-4» стала уникальной площадкой для эксперимента. Обратная сторона Луны защищена от радиошума с Земли, создавая идеальную «зону радиомолчания». Астрофизики использовали данные низкочастотного радиоспектрометра LFRS, собранные с лунной поверхности. Поскольку ионосфера Земли не пропускает низкие частоты, а земные технологии заглушают этот диапазон помехами, лунный эксперимент открыл новый спектр космоса для науки. Основная сложность заключалась в том, что «Чанъэ-4» не был специально разработан для поиска внеземных сигналов. Его антенны фиксированы на корпусе, и аппарат работает в режиме пассивного сканирования, полагаясь на естественное покачивание Луны — либрацию. Это ограничивает время, в течение которого потенциальный инопланетный передатчик может находиться в поле зрения прибора.

Для выделения слабых искусственных сигналов на фоне шума станции учёные разработали новый математический аппарат. Они применили метод главных компонент в алгоритме декомпозиции для обработки огромного массива данных. Этот метод позволяет разложить сложный радиосигнал на независимые составляющие и отделить фоновый шум от значимых импульсов. Разработкой алгоритмов руководила команда под руководством Чжэнь-Чжао Тао из Колледжа компьютерных наук и информационных технологий Китая, а первичные данные предоставляли специалисты Национальной астрономической обсерватории Китая Мин-Юань Ван и Цзинь-Сун Пин, управляющие наземной системой лунных исследований.

Идеологом проекта был Тун-Цзе Чжан из Пекинского педагогического университета, ведущий SETI-учёный Китая. Вместе с ним методику тестировали американские эксперты: Вишал Гаджар из Института SETI и Дэн Вертимер из Калифорнийского университета, один из создателей проекта SETI@home. Ранее эта команда искала следы экзопланет на крупнейшем в мире наземном радиотелескопе FAST, а теперь они создали систему перекрёстной проверки, объединив три пятиметровые антенны лунного модуля. Алгоритм работал как фильтр: если подозрительный сигнал улавливался всеми антеннами одинаково, то модель определяла его как внутреннюю наводку. Из 235 964 сигналов, большинство оказалось внутренними помехами систем «Чанъэ-4». Лишь 81 сигнал выглядел уникальным, но Фурье-анализ показал, что они тоже были порождены электроникой модуля. Следов инопланетных цивилизаций обнаружено не было.

Несмотря на отсутствие сигналов из космоса, авторы работы достигли технологического прорыва, установив фундаментальные пределы чувствительности для лунной радиоастрономии. Разработанная система фильтрации сигналов доказала, что на обратной стороне Луны приборы могут зафиксировать гипотетический передатчик мощностью около 2 × 10^28 Ватт на расстоянии 10 парсек (примерно 32,6 световых года). Земные обсерватории не способны достичь такой чувствительности из-за «электромагнитного смога». Проект «Чанъэ-4» заложил методологический фундамент для новых лунных радиотелескопов. Алгоритмы очистки данных станут стандартом для обработки информации в будущих миссиях, таких как китайский телескоп «Гуанханьцзин», проект LuSEE-Night совместно с NASA, и орбитальная спутниковая группировка DSL.

Источник