Osushestvlen zapusk sputnikov "Gershel'" i "Plank".16.05.2009 12:15 | N.T. Ashimbaeva/GAISh, Moskva
14 maya 2009 goda proizveden zapusk sputnikov Evropeiskogo kosmicheskogo agentstva (ESA) "Gershel'" i "Plank", prednaznachennyh dlya izucheniya Vselennoi v infrakrasnom diapazone voln i reliktovogo kosmicheskogo izlucheniya.
Posle zapuska i otdeleniya ot nositelya apparaty uzhe nezavisimo drug ot druga napravyatsya v raion vtoroi tochki Lagranzha (L2) sistemy Zemlya-Solnce. O missii "Gershel'" my uzhe pisali, poetomu podrobnee ostanovimsya na zadachah, stoyashih pered sputnikom "Plank".
"Plank" - pervaya Evropeiskaya missiya po izucheniyu kosmicheskogo mikrovolnovogo izlucheniya, reliktovogo izlucheniya ot Bol'shogo Vzryva, kotoryi proizoshel okolo 14 milliardov let nazad. Po mere rasshireniya Vselennoi ona ohlazhdalas'. V tot promezhutok vremeni pod nazvaniem "rekombinaciya", kogda ona ohlazhdaetsya ochen' bystro, proishodilo obrazovanie elektronov i yader, kotorye v svoyu ochered' formirovali atomy. V eto vremya svet, kotoryi byl tesno svyazan s plazmoi, stal svobodno rasprostranyat'sya v prostranstve (Vselennaya pereshla iz neprozrachnogo sostoyaniya v prozrachnoe). Iz-za rasshireniya Vselennoi i ee ohlazhdeniya, izluchenie smestilos' v mikrovolnovuyu oblast' spektra.
"Plank" budet izmeryat' variacii temperatury reliktovogo mikrovolnovogo fona s chuvstvitel'nost'yu, uglovym razresheniem i diapazonom chastot, kotorye sushestvenno prevoshodyat eti harakteristiki prezhnih sputnikov; eto dast uchenym vozmozhnost' po-novomu uvidet' nashu Vselennuyu, kogda ona byla ochen' molodoi, v vozraste 300 000 let.
V techenie pervyh dvuh mesyacev posle zapuska, "Plank" budet vyveden na orbitu v tochke Lagranzha L2 na rasstoyanii primerno 1,5 mln. km ot Zemli. Eta tochka nahoditsya s protivosolnechnoi storony na linii, soedinyayushei Solnce i Zemlyu, i udalena ot Zemli na rasstoyanie okolo polutora millionov kilometrov, na kotorom gravitacionnye sily Solnca i Zemli uravnivayutsya. Telo, pomeshennoe v tochku L2, nahoditsya v sostoyanii neustoichivogo ravnovesiya. Tem ne menee, sushestvuyut takie "kvaziperiodicheskie" orbity, nahodyas' na kotoryh, telo peremeshaetsya v ogranichennyh predelah okolo tochki L2 i obrashaetsya vokrug Solnca vmeste s Zemlei. V proekcii na nebesnuyu sferu takoe telo opisyvaet krivuyu tipa figur Lissazhu. "Plank" budet sovershat' manevrennye dvizheniya, opisyvaya figury Lissazhu v konuse ogranichennym uglom do pyatnadcati gradusov. Orbity okolo tochki L2 dinamicheski nestabil'ny, nebol'shie otkloneniya ot ravnovesiya privodyat k eksponencial'no vozrastayushim otkloneniyam ot zadannoi traektorii. Poetomu oba sputnika - "Gershel'" i "Plank" - budut periodicheski ispol'zovat' svoi dvigatel'nye sistemy dlya osushestvleniya manevrov dlya podderzhaniya postoyanstva orbity.
V celom, eta orbita predstavlyaet soboi ideal'noe mesto dlya kosmicheskoi observatorii: vdali ot Zemli i ee magnitnogo polya, i chuvstvitel'nye pribory stancii napravleny v protivopolozhnuyu storonu ot Solnca i Zemli. Izluchaemyi ili otrazhennyi svet ot Zemli ili Solnca mozhet povredit' chuvstvitel'nye instrumenty ili narushit' holodnuyu sredu, neobhodimuyu dlya ih korrektnogo funkcionirovaniya.
Risunok 1. Izobrazhenie fokal'noi ploskosti dvuh instrumentov na bortu kosmicheskogo apparata ESA "Plank". Nizkochastotnyi instrument (The Low Frequency Instrument - LFI) sozdan s cel'yu preobrazovaniya nizkoenergichnogo mikrovolnovogo izlucheniya v elektricheskie kolebaniya, analog tranzistora. Vysokochastotnyi instrument (The High Frequency Instrument - HFI) dlya konvertacii vysokoenergichnyh voln v teplo, kotoroe zatem izmeryaetsya tochnym elektricheskim termometrom. (Izobrazhenie: ESA, AOES Medialab).
"Plank" imeet razmery 4.2 m v vysotu i diametr 4.2 m; startovaya massa sostavit okolo 1800 kg. Sputnik snabzhen teleskopom s 1,5 metrovym pervichnym zerkalom. Teleskop budet sobirat' izluchenie na dva vysokochuvstvitel'nyh detektora - nizkochastotnyi instrument (LFI) i vysokochastotnyi instrument (HFI).
Nizkochastotnyi instrument (LFI) predstavlyaet iz sebya massiv iz 22 mikrovolnovyh radiopriemnikov, kotorye budut funkcionirovat' pri temperature 20 K (-253 C). Eti radiometry budut rabotat' v treh chastotnyh kanalah, v intervale mezhdu 30 i 70 GGc. Ispol'zuyutsya vysokochuvstvitel'nye mikrovolnovye usiliteli, kotorye rabotayut tak zhe, kak tranzistornye radiopriemniki. Tranzistory usilivayut signal, sobrannyi antennoi, a usilennyi signal zatem preobrazuetsya v napryazhenie. Signal na vyhode proporcionalen temperature ob'ekta.
Vysokochastotnyi instrument (HFI) - massiv iz 54 bolometricheskih detektorov, kotorye preobrazuyut prinyatoe izlucheniya v teplo. Kolichestvo tepla zatem izmeryaetsya elektricheskim termometrom, signal s kotorogo preobrazuetsya v temperaturu s pomosh'yu komp'yutera. HFI detektory budut rabotat' v shesti chastotnyh kanalah v intervale ot 100 do 857 GGc. Oni budut rabotat' prakticheski v tochke absolyutnogo nulya, pri temperature -273 S (t.e., tol'ko pri odna desyatoi gradusa vyshe absolyutnogo nulya).
Kak i "Gershel'", "Plank" budet ohlazhdat'sya, fakticheski, do temperatury absolyutnogo nulya, 0,1 Kel'vina.
Risunok 2. Nablyudeniya teleskopom "Plank" planiruetsya provodit' 15 mesyacev, v techenie kotoryh budut polucheny 2 polnyh obzora neba. Reliktovoe kosmicheskoe mikrovolnovoe izluchenie prihodit so vseh storon pochti s odinakovoi intensivnost'yu. Eto bylo podtverzhdeno sputnikom COBE, kotoryi provel izmereniya temperatury reliktovogo fona po vsei nebesnoi sfere. Tochnost' izmerenii "Planka" sostavit 5-millionnuyu dolyu gradusa. Chto pozvolit obnaruzhit' ochen' slabye fluktuacii temperatury, vnosimye, v chastnosti, galaktikami i skopleniyami galaktik. (Izobrazhenie: ESA).
Observatoriya "Plank" - uzhe tret'ya kosmicheskaya missiya po izucheniyu mikrovolnovogo fona (predydushie missii - COBE i WMAP). On budet izmeryat' kroshechnye kolebaniya v reliktovom izluchenii s besprecedentnoi tochnost'yu, sozdavaya, takim obrazom, samuyu tochnuyu kartinu molodoi Vselennoi v vozraste 380 000 let. Tochnost' izmerenii temperatury WMAP sostavlyaet neskol'kih mikrokel'vinov. "Plank" budet provodit' izmereniya s sushestvenno bol'shei tochnost'yu, do 5-millionnoi doli gradusa, t.e. luchshe v 15 raz. Imeya takuyu tochnost', mozhno budet vychislit' takie parametry kak krivizna prostranstva-vremeni, vklad temnoi energii i normal'nogo veshestva v raspredelenie massy i energii.
Reliktovoe mikrovolnovoe izluchenie bylo obnaruzheno sluchaino v 1965 godu. Penzias i Uilson, dva radioastronoma v SShA, zaregistrirovali signal radioteleskopom, kotoryi ne smog opredelit' kakogo-libo tochnogo mestonahozhdeniya istochnika izlucheniya na nebe. Iznachal'no signal byl prinyat za statisticheskuyu oshibku. Izluchenie ne prihodilo s kakoi-to opredelennoi tochki na nebe, a shlo so vsei sfery, s odinakovoi intensivnost'yu, dnem i noch'yu, letom i zimoi. Uchenye prishli k vyvodu, chto signal prihodit s rasstoyanii vne nashei Galaktiki a imenno, on prishel s momenta obrazovaniya Vselennoi. Uchenye poschitali svoe otkrytie tverdym dokazatel'stvom teorii Bol'shogo Vzryva. Segodnya model' Bol'shogo Vzryva ostaetsya edinstvennoi model'yu, kotoraya sposobna ubeditel'no ob'yasnit' sushestvovanie reliktovogo izlucheniya.
Nesmotrya na to, chto mikrovolnovyi fon predstavlyalsya iznachal'no odnorodnym, tshatel'nyi analiz izlucheniya pokazal, chto ego intensivnost' var'iruetsya v predelah 0.0005% v zavisimosti ot napravleniya. Eti kroshechnye kolebaniya vyzvany neznachitel'noi raznicei v plotnosti smesi vodoroda i geliya, kotoraya byla v tot moment, kogda proizoshlo razdelenie veshestva i izlucheniya.
V rezul'tate raboty apparata "Plank" predpolagaetsya poluchit' samuyu tochnuyu kartu mikrovolnovogo izlucheniya. Issledovaniya "Planka" takzhe dadut uchenym novoe ponimanie fundamental'nyh zakonov prirody, v chastnosti, sily gravitacii, i to, kak ona svyazana s drugimi silami vo Vselennoi. "Plank" smozhet otvetit' na fundamental'nye voprosy: kak obrazovalas' Vselennaya, i kak ona budet izmenyat'sya v budushem, postroenie vozmozhnyh scenariev ee evolyucii.
Sputnik poluchil svoe nazvanie v chest' nemeckogo Nobelevskogo laureata Maksa Planka (1858-1947).
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
teleskop - kosmicheskie apparaty - Reliktovoe izluchenie - mikrovolnovoe fonovoe izluchenie
Publikacii so slovami: teleskop - kosmicheskie apparaty - Reliktovoe izluchenie - mikrovolnovoe fonovoe izluchenie | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
