Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 11.12.2017

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Beyond - новая миссия "Спитцера"

shortstoryf

Исследователи потихонечку начинают праздновать успешность миссии аппарата «Спитцер», который за долгие годы своей работы сумел очень далеко раздвинуть границы космических исследований. В настоящее время он работает за пределами своих возможностей, которые были установлены для него в начале миссии. Исследователи никогда не предполагали, что спустя 13 лет после запуска «Спитцер» продолжит делать открытия в областях науки, которые тогда ещё казались фантастикой.

Не так давно NASA предоставило космической обсерватории продление миссии на два с половиной года и присвоило ей название Beyond («За пределами»). В рамках этого расширения «Спитцер» будет использовать широкий спектр астрономических и космологических событий, а также планетарных тел нашей Солнечной Системы.

Из-за своей орбиты и времени существования на ней, новая фаза ставит перед исследователями новые технические проблемы. Дело в том, что «Спитцер» следит за Землёй во время её орбитального движения вокруг Солнца, но, в связи с тем, что аппарат перемещается медленнее, чем Земля, расстояние между ним и нашей планетой постоянно увеличивается. Поскольку «Спитцер» отдаляется от нас, его антенна должна быть направлена под большим углом к Солнцу, чтобы общаться с Землёй. Это означает, что некоторые части космического аппарата будут испытывать на себе всё возрастающее температурное воздействие. Одновременно с этим солнечные батареи «Спитцера» будет направлены к Солнцу не под нужным углом, поэтому аккумуляторные батареи не смогут накапливать электричество так же быстро, как и раньше. Чтобы повысить надёжность работы аппарата в таком нагруженном состоянии, команда управления будет вынуждена отключить некоторые автономные системы безопасности.

«Сохранение баланса на аппарате, работа которого зависит от его температуры, будет очень деликатным делом. Поэтому сейчас инженеры полностью поглощены решением этих проблем в новой фазе миссии», — Марк Эфферц, ведущий инженер аппарата из компании Lockheed Martin.

"Спитцер"

Здесь показано описание прошлых миссий и будущей фазы Beyond аппарата «Спитцер». Источник: NASA/JPL-Caltech

«Спитцер», который был запущен в космос 25 августа 2003 года, был последовательно адаптирован к решению новых научных и технических проблем во время своей миссии, поэтому команда надеется, что такую преемственность удастся сохранить и в рамках миссии Beyond, которая начнётся 1 октября 2016 года. Другое название этой миссии — Цикл 13, и она будет включаться в себе множество объектов, которые никогда не планировались для исследования с помощью этого аппарата — галактики ранней Вселенной, чёрная дыра в центре Млечного Пути и экзопланеты.

«Мы даже не рассматривали во время старта «Спитцера» возможность изучения экзопланет. Это казалось бы тогда смехотворным, но теперь это важная часть того, что делает аппарат», — Шон Кери из научного центра в Калифорнийском технологическом институте.

Исследование экзопланет с помощью «Спитцера»

«Спитцер» обладает множеством качеств, которые делают его ценным и активным участником в поиске экзопланет, включая точную систему звёздного ориентирования и возможность управлять нежелательными изменениями в температура. Его стабильное состояние в окружающем пространстве и возможность наблюдать звёзды с длительными выдержками привели к первому обнаружению света от известной экзопланеты ещё в 2005 году. Позже инфракрасная камера IRAC использовалась для нахождения экзопланет транзитным методом, когда яркость звезды падает на доли процента во время прохождения по её диску планеты. Эти изменения в яркости должны быть измерены с очень большой точностью. Учёные IRAC даже разработали специальный тип наблюдения, чтобы проводить такие измерения, используя отдельные пиксели в камере.

Другой метод поиска экзопланет, который будет использовать «Спитцер» и для которого он не был разработан, назван микролинзированием. Когда звезда проходит перед другой звездой, гравитационная сила первой может действовать как линза, заставляя свет от звезды заднего плана казаться более интенсивным. Учёные используют микролинзирование, чтобы фиксировать тот момент увеличения яркости звезды, который мог бы означать, что у звезды переднего плана есть планета, вращающаяся вокруг неё. В 2015 году уже сообщалось, что «Спитцер» совместно с проектом OGLE успешно использовались для поиска самой далёкой планеты вне Солнечной Системы. Этот тип исследования стал возможен только благодаря увеличению расстояния аппарата от Земли.

Взгляд в раннюю Вселенную

Понимание ранней Вселенной является другой областью, где у «Спитцера» есть возможность проявить себя. Модуль IRAC был разработан чтобы детектировать удалённые галактики примерно на расстоянии в 12 миллиардов световых лет от Земли. Это настолько далеко, что свет этих галактик двигался к нам 88 процентов всей истории Вселенной. Но теперь, благодаря сотрудничеству между «Спитцером» и «Хабблом», учёные могут всмотреться в ещё более далёкое прошлое. Самая далёкая галактика, когда-либо изученная, носит имя GN-z11. Её удалось охарактеризовать в 2016 году как раз благодаря этим двум телескопам. Она расположена от нас примерно на расстояния 13.4 миллиарда световых лет, что означает, что её свет двигался к нам с того времени, когда Вселенной исполнилось всего лишь 400 миллионов лет.

«Когда мы проектировали инструмент IRAC, мы не знали, что такие далёкие галактики существовали. Комбинация «Хаббла» и «Спитцера была фантастической», — Джованни Фасио, научный руководитель IRAC.

Если вернуть от дальних рубежей Вселенной к нашей Солнечной Системы, то «Спитцер» и здесь смог хорошенько себя проявить. Он улучшил понимание учёных о Сатурне, когда сумел обнаружить в 2009 году самое большое кольцо планеты. Большая часть материала в этом кольце, состоящего из льда и пыли, начинается на расстоянии 6 миллионов километров от планеты и простирается приблизительно на 12 миллионов километров. И хотя это кольцо не отражает много света в видимом диапазоне, «Спитцер» сумел обнаружить инфракрасную светимость этой холодной пыли.

Основные фазы работы «Спитцера»

Можно сказать, что аппарат заново родился в мае 2009 года, когда началась его «тёплая миссия» после того, как был полностью истрачен его гелиевый хладагент, который охлаждал инструменты. В конце «холодной миссии» инфракрасный спектрограф и многополосный фотометр прекратили работать, но две из четырёх камер IRAC смогли продолжить работу. С тех пор аппарат совершил многочисленные открытия, несмотря на работу при более высоких температурах, равных примерно -243 градуса Цельсия, что по Земным меркам всё же очень холодно.

«С командой прибора IRAC и в сотрудничестве с командой Научного центра «Спитцера» мы поняли, как управлять инструментом эффективно, даже лучше, чем мы могли себе представить. Сам телескоп также очень стабилен и находится на уникальной орбите, которая позволяет наблюдать обширные участки неба».

Планируется, что «Спитцер» проработает в фазе Beyond до ввода в эксплуатацию космического телескопа имени Джеймса Уэбба. В настоящее время его запуск запланирован на октябрь 2018 года. А пока «Спитцер» будет идентифицировать цели, которые Уэбб позже будет наблюдать более эффективно.

По информации NASA.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google