Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Naukowcy z wrocławskiego Uniwersytetu Przyrodniczego rozwiązali zagadkę wynikającą z teorii względności

Recommended Posts

Chociaż ogólna teoria względności Einsteina liczy już ponad 100 lat, nadal zawiera wiele dotychczas nieopisanych zjawisk. Naukowcy z Instytutu Geodezji i Geoinformatyki UPWr wraz z przedstawicielami Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) opublikowali artykuł, który opisuje w sposób kompleksowy, co dzieje się ze sztucznymi satelitami krążącymi wokół Ziemi i jak ogólna teoria względności wpływa na orbity i ruch satelitów. Podczas opisu ruchu udało się odkryć kilka dość nieoczekiwanych efektów i przewidywań, które nigdy wcześniej nie zostały opisane w literaturze.

Wyniki prac, prof. Krzysztof Sośnica przedstawił w październiku 2020 r. oraz w marcu 2021 r. na spotkaniu Naukowego Komitetu Doradczego Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA GNSS Science Advisory Committee, GSAC) w ramach specjalnych referatów zaproszonych, które wywołały burzliwą dyskusję, a teraz zostały opublikowane w czasopiśmie naukowym.

Ogólna teoria względności

Z ogólnej teorii względności wynika szereg efektów, które nie mogły być opisane z wykorzystaniem zasad mechaniki klasycznej. Efekty dotyczą m.in. pojęcia czasu, krzywizny drogi, po jakiej porusza się światło oraz ruchu ciał niebieskich. Naukowcy z IGIG UPWr oraz ESA wzięli pod lupę efekty dotyczące ruchu sztucznych satelitów Ziemi.

Pierwszy efekt dotyczący zmiany pozycji perygeum Merkurego względem Słońca, wyprowadził już Albert Einstein. Był to jeden z dowodów, który pozwolił na powszechną akceptację ogólnej teorii względności w środowisku naukowym. Wcześniej niektórzy podejrzewali, że dziwny ruch Merkurego wynika z obecności dodatkowej planety pomiędzy Merkurym a Słońcem, której nadano nazwę Wulkan. Ta hipotetyczna planeta wyjaśniała zmianę pozycji perygeum Merkurego, ale nigdy nie została odkryta. Dopiero Einstein zdołał wyjaśnić zaburzenia w ruchu planet za pośrednictwem nowej teorii opisującej relacje pomiędzy czasem, przestrzenią, grawitacją i materią w sposób kompleksowy.

Natomiast wiele innych efektów, działających na pozostałe parametry orbit dotychczas nie zostało opisanych w literaturze. Publikacja naukowców z UPWr i ESA wypełnia tę lukę i przedstawia opis perturbacji parametrów orbit oraz zmianę okresu obiegu satelitów krążących wokół Ziemi. Naukowcy wyprowadzili efekty w sposób analityczny oraz przeprowadzili symulacje potwierdzające prawidłowość swoich przewidywań.

Ruch sztucznych satelitów w teorii względności

Teoria względności pozwala wydzielić trzy główne efekty działające na ruch satelitów:
1. Efekt Schwarzschilda będący konsekwencją ugięcia czasoprzestrzeni przez masę Ziemi (traktowaną jako regularną kulę),
2. Efekt Lensa-Thirringa będący konsekwencją obrotu Ziemi wokół własnej osi, co generuje powstawanie tzw. wirów czasoprzestrzennych, które pociągają za sobą satelity,
3. Efekt de Sittera zwany również precesją geodezyjną będący konsekwencją zakrzywienia czasoprzestrzeni przez Słońce oraz poruszania się satelitów Ziemi poruszającej się wokół Słońca – jest zatem konsekwencją złożenia dwóch ruchów.

W artykule opisano jak wszystkie trzy efekty wpływają na rozmiar i kształt orbit oraz na orientację płaszczyzny orbity względem przestrzeni zewnętrznej.

Jakie efekty relatywistyczne udało się opisać po raz pierwszy?

Pierwszym efektem, który dotychczas nie był opisany w literaturze, jest zmiana wielkości orbit sztucznych satelitów Ziemi za sprawą zakrzywienia czasoprzestrzeni przez Ziemię.

Odkryto, że dłuższa półoś orbity wszystkich ziemskich satelitów zmniejsza się o 17,7 mm. Naukowców zaskoczyło to, że wartość ta jest stała niezależnie od tego, na jakiej wysokości orbituje satelita. Czy to satelita niski orbitujący na wysokości 300 km, czy satelita geostacjonarny znajdujący się na wysokości 36 000 km zmiana wynosi tyle samo. Dodatkowym zaskoczeniem była sama wartość zmiany dłuższej półosi orbity, gdyż jest ona dokładnie dwukrotnością promienia Schwarzschilda, czyli promienia czarnej dziury o masie Ziemi.

Gdyby udało się ścisnąć całą masę Ziemi do kuli o promieniu 8,9 mm, wówczas Ziemia stałaby się czarną dziurą. Nic, nawet światło nie mogłoby się z niej wydostać. Promień czarnej dziury nazywa się promieniem Schwarzschilda lub horyzontem zdarzeń, zza którego żadna informacja nie może się wydostać.

Naukowcy odkryli, że zmiana dużej półosi wszystkich satelitów Ziemi wynosi dokładnie dwa razy więcej niż promień Schwarzschilda. Nawet, gdyby Ziemia zapadła się i stałaby się czarną dziurą, to efekt działający na wszystkie satelity Ziemi wynosiłbym -17,7 mm; nieważne, czy satelity krążyłyby wysoko czy nisko nad czarną dziurą. Autorzy artykułu wyprowadzili wzór na zmianę orbity, która jest opisywana prostym, uniwersalnym dla wszystkich ciał niebieskich, równaniem: -4GM/c^2, gdzie G jest stałą grawitacji, M - masą ciała niebieskiego (np. Ziemi), a c - prędkością światła w próżni.

Drugim efektem opisanym po raz pierwszy w pracy naukowców jest efekt zmiany kształtu orbit sztucznych satelitów. Naukowcy dowiedli, że ogólna teoria względności zmienia kształt orbit w ten sam sposób w przypadku orbit eliptycznych i kołowych. Wszystkie orbity ulegają spłaszczeniu, można powiedzieć "eliptyzacji", w podobny sposób. Jest to dość zaskakujące, gdyż logika wskazywałaby na to, że efekt zmiany kształtu powinien być większy dla orbit eliptycznych, natomiast dla orbit kołowych powinien być zaniedbywalny.

Trzecim niespodziewanym efektem było to, że wartość tzn. precesji geodezyjnej silnie zależy od kąta nachylenia Słońca względem płaszczyzny orbity satelity. Naukowcy wykazali, że efekt precesji geodezyjnej jest największy dla satelitów geostacjonarnych krążących nad równikiem. Wcześniej nikt nie zwrócił na to uwagi, gdyż brano pod uwagę jedynie efekt średni, a nie rzeczywisty wynikający z geometrii satelita-Ziemia-Słońce. Naukowcy NASA zaprojektowali misję Gravity Probe B, której celem było potwierdzenie efektu precesji geodezyjnej. Misja posiadała kąt nachylenia względem płaszczyzny równika 90 stopni. Gravity Probe B kosztowała w sumie 750 milionów USD.

Tymczasem naukowcy z IGIG i ESA dowiedli, że znacznie lepszym rozwiązaniem byłoby wykorzystanie satelitów krążących nisko nad równikiem oraz orbit nad którymi Słońce nachylone jest pod maksymalnym możliwym kątem, odpowiadającym nachyleniu płaszczyzny ekliptyki względem równika. Wówczas, misja przyniosłaby o wiele lepsze rezultaty w zakresie dokładności wyznaczonego efektu precesji geodezyjnej.

Ostatecznie, naukowcy wykazali, że ogólna teoria względności w słabych polach grawitacyjnych (zaniedbując utratę energii związaną z falami grawitacyjnymi), w długich interwałach zachowuje moment pędu satelitów i energię satelitów krążących wokół Ziemi. Jednakże w krótkich interwałach, zasady zachowania energii i pędu, a także prawa Keplera są złamane, co jest w szczególności widoczne w przypadku orbit eliptycznych.

Ze szczegółami pracy zespołu profesora Sośnicy można zapoznać się w artykule General relativistic effects acting on the orbits of Galileo satellites.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

"perygeum Merkurego"... wracamy do modelu geocentrycznego?

Powinno być perycentrum, albo peryhelium, ale wtedy nie trzeba by dodawać "względem Słońca".

 

Błąd już był w oryginalnym tekście - słabo państwo naukowcy, słabo.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wysięgniki stworzone na potrzeby misji JUICE, jednej z dwóch największych misji realizowanych przez Europejską Agencję Kosmiczną, trafią za kilka dni do Niemiec, gdzie przejdą ostatnie testy magnetyczne – poinformowała w czwartek Astronika, polska firma, która je zbudowała.
      JUpiter ICy moons Explorer (JUICE) to pierwsza duża misja Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA), realizowana w ramach programu Cosmic Vision (Kosmiczna Wizja) na lata 2015-2025; jej łączny koszt sięga niemal 900 mln euro. Sonda będzie badała atmosferę największej planety Układu Słonecznego - Jowisza oraz jego księżyców: Europy, Kallisto i Ganimedesa.
      Sonda misji JUICE będzie wyposażona w różne instrumenty badawcze. Polska firma Astronika przygotowuje m.in. wysięgniki, na których końcach zamontowane będą sondy do pomiarów plazmy (Langmuir Probe – Plasma Wave Instrument - LP-PWI). W czwartek, w komunikacie prasowym przesłanym PAP Astronika poinformowała, że wykonane przez nią instrumenty zostaną w najbliższych dniach przetransportowane do Niemiec, gdzie przejdą ostatnie testy magnetyczne.
      Wcześniej instrumenty stworzone przez Astronikę przeszły szereg innych testów. Po ostatnich próbach w Niemczech zostaną przetransportowane do siedziby głównego integratora satelity – Airbus Defence and Space w niemieckim Friedrichshafen, gdzie pod koniec 2020 zostaną na stałe przyłączone do satelity badawczego, który w 2022 roku wyleci w kierunku Jowisza.
      Głównym zadaniem wysięgników będzie rozłożenie się na odległość 3 metrów od satelity badawczego i ustawienie czujników dokładnie pod kątem 135 st., aby umożliwić im badanie plazmy znajdującej się w magnetosferze Jowisza – czytamy w informacji przesłanej PAP.
      Jak twierdzi Łukasz Wiśniewski, członek zarządu Astroniki i manager projektu, stworzenie instrumentów wymagało od zespołu projektowego nieszablonowego podejścia i opracowania innowacji mających sprostać kosmicznym wyzwaniom.
      Stworzone na potrzeby misji JUICE urządzenia są niezwykle lekkie, ważą poniżej 1,3 kilograma. Musiały zostać zaprojektowane w taki sposób, żeby wytrzymać duże obciążenia, którym zostaną poddane, a także, aby podczas otwierania nie zniszczyły same siebie – mówi Wiśniewski cytowany w komunikacie. Dodał, że wysięgniki są wytrzymałe na ekstremalne temperatury. W czasie swojej podróży urządzenia stworzone przez polską firmę będą musiały wytrzymać zarówno temperaturę około 200 st. C w okolicach Wenus, jak i nawet -200 st. C, kiedy sonda znajdzie się w cieniu Jowisza.
      Jak wynika z informacji przesłanej PAP, polscy inżynierowie stworzyli pięć egzemplarzy lotnych instrumentów LP-PWI. Cztery z nich zostaną finalnie przyłączone do satelity i wyruszą w podróż w kosmos, a jeden służy jako egzemplarz zapasowy. Urządzenia zostały od początku zaprojektowane i wyprodukowane przez Polaków z wykorzystaniem szeregu innowacyjnych technologii – podkreślono.
      Jak informuje Astronika, oprócz urządzeń LP-PWI firma opracowała na potrzeby misji JUICE także drugi rodzaj mechanizmu - system anten pod nazwą RWI – Radio Wave Instrument. Mechanizm ten obecnie znajduje się w fazie testów, jednak docelowo również stanie się częścią sondy badawczej JUICE. Obydwa urządzenia zostały stworzone jako część projektów realizowanych we współpracy z Instytutem Fizyki Plazmy w Uppsali, Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk oraz japońskim Tohoko University.
      Start misji JUICE zaplanowany jest na połowę 2022 roku. Termin jest sztywno ustalony ze względu na korzystne, wzajemne ułożenie w tym czasie Ziemi, Wenus i Marsa. Sonda będzie bowiem korzystała z asyst grawitacyjnych tych planet. Po przebyciu 600 milionów kilometrów, próbnik znajdzie się na orbicie Jowisza w 2029 r., gdzie będzie prowadzić obserwacje przez co najmniej trzy lata.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Równania wywiedzione z ogólnej teorii względności opisują trzy podstawowe konfiguracje czasoprzestrzeni. Teraz udowodniono, że jedna z tych konfiguracji, ważna z punktu widzenia grawitacji kwantowej, jest z natury niestabilna.
      Wszystko zaczęło się przed czterema laty, gdy matematyk Mihalis Dafermos z Princeton University zaproponował swojemu doktorantowi Georgiosowi Moschidisowi, by ten spróbował stworzyć matematyczny dowód na niestabilność pewnej konfiguracji czasoprzestrzeni. Dafermos wiedział, że stawia przed studentem niezwykle trudne zadanie i wątpił, czy ten sobie z nim poradzi.
      W 2006 roku Dafermos wraz z Gustavem Holzegelem wysunęli przypuszczenie – czyli niedowiedzione twierdzenie, które wydaje się być prawidłowe – o niestabilności przestrzeni anty de Sittera (przestrzeni AdS). Nie sądziłem, by kiedykolwiek zostało to dowiedzione, przyznaje. Zachęcił jednak swojego doktoranta do pracy nad tym niezwykle trudnym problemem.
      Okazuje się, że postawił właściwy problem przed właściwym człowiekiem. Od 2017 roku Moschidis w kolejnych pracach udowadnia niestabilność przestrzeni AdS. To zaś oznacza, że jeśli w przestrzeń AdS wrzucimy kawałek materii, pojawi się czarna dziura.
      Matematyk Jonathan Luk z Uniwersytetu Stanforda, który zna prace Moschidisa, mówi, że jego osiągnięcie jest zadziwiające. To, co odkrył to ogólny mechanizm niestabilności. Można go odnieść do innych konfiguracji, niezwiązanych z AdS, w których materia lub energia jest zamknięta i nie ma gdzie uciec. Sam Dafermos jest dumny ze swojego byłe studenta i przyznaje, że jego praca to z pewnością najbardziej oryginalna rzecz jaką w ciągu ostatnich lat widział na polu matematyki zajmującej się ogólną teorią względności.
      Przypuszczenie o niestabilności odnosi się do einsteinowskich równań dotyczących ogólne teorii względności, które dokładnie przewidują, jak masa i energia wpływają na zagięcie czasoprzestrzeni. W próżni, gdzie nie ma w ogóle materii, czasoprzestrzeń również może być zagięta, a grawitacja może istnieć z powodu gęstości energetycznej samej próżni, którą możemy opisać jako stałą kosmologiczna.
      Trzy najprostsze równania odnoszą się do symetrycznych konfiguracji, czyli takich, gdzie zagięcie czasoprzestrzeni jest wszędzie takie samo. W przestrzeni Minkowskiego, gdzie stała kosmologiczna wynosi 0, wszechświat jest idealnie płaski. W przestrzeni de Sittera, gdzie stała kosmologiczna ma wartość dodatnią, wszechświat ma kształt sfery. Natomiast w przestrzeni AdS mamy ujemną wartość stałej kosmologicznej, a wszechświat ma kształt siodła.
      Matematycy od dawna zastanawiali się, czy te próżniowe czasoprzestrzenie są stabilne. Co się stanie, gdy zaburzymy je, wrzucając np. kawałek materii. Czy wrócą one do swojego oryginalnego stanu czy też powstanie coś innego. Pytanie można to porównać do pytania o to, co się stanie, gdy wrzucimy kamień do stawu. Czy fale z czasem zanikną, czy też powstanie tsunami?
      W 1986 roku udowodniono, że przestrzeń de Sittera jest stabilna. W 1993 roku udowodniono stabilność przestrzeni Minkowskiego. Przypuszczano, że przestrzeń anty de Sittera jest niestabilna. Jednak zbadanie tego problemu wymagało opracowania nowych narzędzi. Matematyka ma wiele narzędzi do badania stabilności. Jednak niestabilność to całkiem inny obszar badawczy. Szczególnie niestabilność tego rodzaju, mówi Dafermos.
      Matematycy sądzili, że przypuszczalna niestabilność AdS może wynikać z tego, że jej granice są odblaskowe. Zatem docierające do nich fale odbijają się i wracają. Z poglądem tym zgadzają się fizycy, przyznaje Juan Maldacena, o którego osiągnięciach wspominaliśmy na naszych łamach.
      Jeśli zaś granice są odblaskowe, nic się nie może z przestrzeni AdS wydostać, to można przypuszczać, że każda ilość materii czy energii dodana do systemu może zostać skoncentrowana tak bardzo, że powstanie czarna dziura. Pytanie więc brzmi, czy rzeczywiście tak się stanie, a jeśli tak, to jaki mechanizm powoduje tak olbrzymią koncentrację i nie pozwala pozostać materii lub energii w rozproszeniu?
      Moschidis rozwiązał problem w oryginalny sposób. Wyobraził sobie, że stoi w środku przestrzeni AdS, co można porównać do stania wewnątrz gigantycznej piłki, której granice leżą w nieskończoności. Jeśli wyślemy ze środka światło, to dotrze ono do krawędzi w skończonym czasie. Stanie się tak z powodu znanego relatywistycznego efektu: chociaż przestrzeń dzieląca nas od granicy jest nieskończona, to dla obiektu czy fali poruszających się z prędkością światła czas zwalnia. Zatem dla obserwatora światło dotrze do granicy AdS w skończonym czasie.
      W swoich obliczeniach Moschidis posłużył się cząstką Einsteina-Własowa, która jest często wykorzystywana w modelach dotyczących ogólnej teorii względności. Cząstki te tworzą koncentryczne kręgi na powierzchni czasoprzestrzeni. Gdy wrzucimy takie cząstki do badanej przez nas czasoprzestrzeni, pojawiają się koncentryczne kręgi, z których dwa pierwsze będą największe, gdyż zawierają one najwięcej materii i energii. Pierwsza z fal (1) będzie rozszerzała się na zewnątrz, aż dotrze do granicy, odbija się i ruszy w kierunku centrum, kurcząc się po drodze. Ta kurcząca się fala 1 napotka na swojej drodze falę 2, która wciąż podąża w kierunku granicy i się rozszerza. Jak stwierdził Moschidis, z równania Einsteina wynika, że w takim wypadku fala rozszerzająca się (2) zawsze przekaże swoją energię fali kurczącej się (1). Gdy fala 1 dotrze do środka przestrzeni, znowu zacznie się rozszerzać i na swojej drodze spotka powracającą, kurczącą się, falę 2. Teraz to 1 przekaże energię 2. Taki proces może powtórzyć się wielokrotnie.
      Moschidis zdał sobie sprawę z jeszcze jednego faktu. Otóż w pobliżu centrum fale zajmują mniej miejsca, a niesiona przez nie energia jest bardziej skoncentrowana. Z tego też powodu fale spotykające się w pobliżu centrum wymieniają więcej energii, niż te spotykające się w pobliżu brzegów przestrzeni. To zaś powoduje, że fala 1 oddaje fali 2 więcej energii w pobliżu centrum, niż fala 2 oddaje fali 1 energii w pobliżu brzegów.
      Po wielu powtórzeniach takiej stacji fala 2 staje się coraz większa i większa, zabierając energię fali 1. Zwiększa się energia fali 2. W końcu jest ona tak wielka, że gdy fala 2 zmierza do centrum, jej energia zostaje tak bardzo skoncentrowana, iż tworzy się czarna dziura.
      Moschidis wykazał więc, że gdy dodamy do przestrzeni AdS najmniejszą nawet ilość materii, niewątpliwie utworzy się czarna dziura. Jednak, jako że – z definicji – przestrzeń AdS ma wszędzie jednakowe wygięcie, nie może zawierać obiektów takich jak czarne dziury, zaginających przestrzeń w inny sposób. Jeśli zaburzysz czasoprzestrzeń AdS i poczekasz odpowiednio długo, powstanie inna geometria, zawierająca czarną dziurę, a to już nie będzie AdS. To właśnie nazywamy niestabilnością, mówi Moschidis.
      Ostatnio młody uczony udowodnił niestabilność AdS dla zupełnie innego rodzaju zaburzeń, bezmasowego pola skalarnego. Jak zauważa Dafermos, jako że fale generowane w polu skalarnym są przybliżeniem fal grawitacyjnych, to Moschidis przybliżył się w ten sposób do ostatecznego celu – udowodnienia niestabilności AdS w prawdziwej próżni, gdzie czasoprzestrzeń zostaje zaburzona przez grawitację bez udziału materii.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Dwudziestego czwartego kwietna br. minie 30 lat od wyniesienia na orbitę Kosmicznego Teleskopu Hubble'a. Z tej okazji Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) przygotowała kalendarz z wybranymi zdjęciami wykonanymi przez Hubble'a.
      Pod koniec 2019 roku ESA/Hubble rozpoczęło kampanię w mediach społecznościowych. Od września do listopada na profilach ESA/Hubble na Facebooku oraz Instagramie zaprezentowano 30 nieznanych szerszemu gremium perełek z archiwum zdjęć wykonanych przez teleskop (#Hubble30). Dwanaście fotografii z największą liczbą polubień na obu platformach trafiło do rocznicowego kalendarza.
      Agencja dała dostęp do kalendarza w formie elektronicznej. Jakość umożliwia wydrukowanie własnego egzemplarza.
      Na okładkę kalendarza trafiło zdjęcie NGC 3256, czyli galaktyki spiralnej znajdującej się w Gwiazdozbiorze Żagla. NGC 3256 powstała w wyniku połączenia dwóch galaktyk.
      Na styczeń wybrano ultrafioletowy obraz Ultragłębokiego Pola Hubble'a. Zdjęcie jest wynikiem 841 obiegów teleskopu po orbicie; widać na nim ok. 10 tys. galaktyk.
      W lutym oko właściciela kalendarza będzie cieszyć wykonane w 2015 r. zdjęcie NGC 6960 (jest ona również znana jako Mgławica Miotła Wiedźmy lub Welon Zachodni).
      Fotografia marca przedstawia młody obiekt gwiazdowy IRAS 14568-6304; połączono obrazy w świetle widzialnym (kolor niebieski) oraz podczerwieni (złotopomarańczowy). Ciemne plama, która przecina zdjęcie, to obłok molekularny w Cyrklu. Jest on na tyle gęsty, że przesłania gwiazdy tła.
      W 2016 r. Hubble wykonał zdjęcie gromady otwartej Trumpler 14. Znajduje się ona w mgławicy Carina w konstelacji Kila w odległości ok. 8000 lat świetlnych od Ziemi. To ją można podziwiać w wyborze na kwiecień.
      W maju przychodzi czas na NGC 634 (znaną też jako PGC 6059 lub UGC 1164). To galaktyka spiralna, znajdująca się w Gwiazdozbiorze Trójkąta w odległości 250 mln lat świetlnych od Ziemi.
      "Stronę" czerwcową zdobi wykonane w 2011 r. zdjęcie mgławicy dwubiegunowej Sharpless 2-106 z konstelacji Łabędzia, a lipcową fotografia kompozytowa Saturna z 6 z 82 znanych księżyców: Dione, Enceladusem, Tetydą, Janusem, Epimeteuszem oraz Mimasem.
      Sierpień także zachwyca. Tym razem zdjęciem NGC 5189, mgławicy planetarnej położonej w Gwiazdozbiorze Muchy. Hubble zrobił je w 2012 r. Cztery lata później powstała fotografia Drogi Mlecznej (obiektywy Hubble były wtedy zwrócone ku Gwiazdozbiorowi Strzelca) i to ona zdobi wrześniową stronę kalendarza.
      W styczniu 2002 r. gwiazda zmienna V838 Monocerotis z Gwiazdozbioru Jednorożca po raz pierwszy stała się 600.000 razy jaśniejsza od Słońca. Energia wyemitowana podczas jej wybuchów rozświetliła i uwidoczniła otoczki wcześniej odrzuconej materii. Zjawisko uwiecznione przez teleskop zdobi październikową kartę kalendarza.
      W 2011 r. Hubble wykonał piękne zbliżenie części Mgławicy Tarantuli, mgławicy w Wielkim Obłoku Magellana. Można się nim będzie cieszyć w listopadzie. Na grudzień przewidziano mającą 18 lat fotografię IC 4406 – mgławicy planetarnej znajdującej się w Konstelacji Wilka (jest ona prawdopodobnie pustym cylindrem).
      Pliki PDF z kalendarzem znajdują się na stronie Spacetelescope.org.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Unia Europejska dała zielone światło i przyznała znaczące fundusze niemal wszystkim propozycjom złożonym przez Europejską Agencję Kosmiczną. Po 2-dniowym spotkaniu budżetowym w Hiszpanii ESA otrzymała na kolejne 3 lata o ponad 20% więcej środków niż w poprzednim analogicznym okresie. To największy od 25 lat wzrost budżetu Europejskiej Agencji Kosmicznej.
      Dzięki temu możliwe będzie: jednoczesne utrzymanie dwóch dużych laboratoriów kosmicznych, jednego rejestrującego promieniowanie rentgenowskie i drugiego obserwującego fale grawitacyjne; przygotować misję na Urana i Neptuna; wziąć udział w projekcie NASA dotyczącym przywiezienia na Ziemię próbek z Marsa; zwiększyć zakres badań klimatu Ziemi oraz rozwinąć technologię rakiet wielokrotnego użytku.
      Przedstawiciele ESA bardzo często wychodzili zawiedzeni z wcześniejszych spotkań z ministrami państw UE. Musieli rezygnować z projektów, które nie otrzymały finansowania. Tym razem było jednak inaczej. Szef Agencji, Jan Wörner, mówi, że przez ostatnie 2 lata przygotowywano propozycje i lobbowano za nimi. NASA ma jeden rząd. My mamy 22, stwierdził. Ku jego zdziwieniu okazało się, że tym razem ministrowie nie odrzucili żadnego z projektów.
      Na najbliższe trzy lata Europejska Agencja Kosmiczna będzie dysponowała budżetem w wysokości 12,5 miliarda euro. Podczas poprzedniego spotkania budżetowego, z roku 2016, przyznano jej 10,3 miliarda euro. Dla porównania, przyszłoroczny budżet NASA to 22,6 miliarda USD, a łącznie w latach 2017–2019 NASA miała do dyspozycji kwotę niemal 62 miliardów USD.
      To była niespodzianka. Przyznano więcej, niż chcieliśmy. To dobra wiadomość, cieszy się Wörner. Ponadto ESA otrzymała dodatkowo 1,9 miliarda euro na prowadzenie obowiązkowych projektów, na które muszą zgodzić się wszystkie kraje biorące udział w pracach ESA. W ramach tych dodatkowych pieniędzy rozwijany będzie m.in. projekt Laser Interferometer Space Antenna (LISA), czyli budowa obserwatorium fal grawitacyjnych. ESA musi się też pospieszyć, jeśli chce dołączyć do szykowanej przez NASA misji na Urana i Neptuna. Okienko startowe do misji otworzy się bowiem około roku 2030.
      Znacząco wzrósł budżet przeznaczony na badania Ziemi. Na ten cel ESA może wydać w ciągu trzech lat aż 1,81 miliarda euro. To o 29% więcej, niż wnioskowano. Rozwijany będzie też dział eksploracji kosmosu, w skład którego wchodzą projekty związane z Międzynarodową Stacją Kosmiczną, Księżycem i Marsem. ESA zobowiązała się, że będzie partycypowała w kosztach utrzymania MSK do roku 2030, będzie współfinansowała rozwijany przez NASA projekt Lunar Gateway oraz rozpocznie budowę podzespołów do wspólnej z NASA misji przywiezienia marsjańskich próbek na Ziemię.
      Jedynym obszarem badawczym, który nie przekonał ministrów w pełni był nowy dla ESA temat dotyczący bezpieczeństwa kosmicznego. W jego ramach Agencja skupi się na badaniach kosmicznej pogody oraz obiektów bliskich Ziemi. O ile projekt badań nad uchronieniem planety przed uderzeniem asteroidy zyskał pełne finansowanie, to już propozycja umieszczenia w punkcie Lagrange'a satelitów obserwujących rozbłyski słoneczne nie otrzymała pełnego wsparcia finansowego.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Centrum Badań Kosmicznych PAN opracowali metodę automatycznego i szybkiego tworzenia szczegółowych map pokrycia terenu w skali całego świata. Prototyp mapy, na razie obejmującej tylko Europę, powstał na zlecenie Europejskiej Agencji Kosmicznej.
      Mapa przedstawia stan pokrycia terenu w Europie w roku 2017 i uwzględnia 13 najistotniejszych klas, w tym obszary rolnicze, lasy (osobno liściaste i iglaste), tereny zbudowane, bagna, torfowiska. Do jej opracowania wykorzystano aż 15 tysięcy zdjęć z satelitów Sentinel-2. Najmniejsze rozróżnialne szczegóły mapy mają rozmiar 10 metrów, co oznacza, że dane są aż 2,5 tysiąca razy bardziej szczegółowe niż najpowszechniej stosowana dotąd mapa tego rodzaju (CORINE). Dzięki zastosowaniu w pełni automatycznych algorytmów produkcja nowej mapy zajęła jedynie 6 tygodni.
      Metodę klasyfikacji pokrycia terenu, która pozwoliła na tak duży postęp, opracowali naukowcy z Zakładu Obserwacji Ziemi w Centrum Badań Kosmicznych PAN. W swojej pracy wykorzystali podejście nazywane „uczeniem maszynowym”: badacze wskazują dane referencyjne dla algorytmu, na podstawie których komputer sam uczy się rozpoznawać zadany typ pokrycia terenu w dowolnym miejscu na świecie. Naukowcy przetestowali swoją metodę w Chinach, Kolumbii, Namibii, Niemczech i Włoszech, po czym użyli jej do wygenerowania nowej mapy pokrycia terenu w Europie.
      Największym wyzwaniem przy opracowaniu algorytmu okazało się znalezienie odpowiednich danych referencyjnych. Z reguły takie dane muszą być równie szczegółowe jak powstająca w oparciu o nie mapa. Tymczasem globalne bazy danych oferowały informacje kilkadziesiąt razy mniej precyzyjne w stosunku do oczekiwań. Aby jak najbardziej zmniejszyć ryzyko stosowania danych o większej niepewności, naukowcy z CBK PAN zaproponowali innowacyjne podejście analityczne, które finalnie pozwoliło osiągnąć dokładność klasyfikacji pokrycia terenu sięgającą aż 86%-89% w skali Europy (93% dla Polski).
      Do sukcesu przedsięwzięcia przyczyniła się także specyfika wykorzystanych danych satelitarnych. Pochodziły one z pary europejskich satelitów Sentinel-2, wystrzelonych w ramach programu Copernicus. Pracując w tandemie, satelity pokrywają swoim zasięgiem obszar Europy co 5 dni (około 70 razy w ciągu roku). Dzięki temu polscy naukowcy mogli klasyfikować pokrycie terenu w dowolnym obszarze kontynentu w oparciu aż o średnio 20 najlepszych zobrazowań z roku. Agregacja takiej serii obserwacji umożliwiła nie tylko realizację celu w postaci wysokiej dokładności końcowej mapy, ale także pomogła uporać się z największym problemem zdjęć optycznych – zachmurzeniem.
      Prace nad mapą i algorytmem klasyfikacji pokrycia terenu prowadzone były w ramach trzyletniego projektu Sentinel-2 Global Land Cover (S2GLC), finansowanego przez Europejską Agencję Kosmiczną (ESA). Centrum Badań Kosmicznych PAN (lider projektu; autor algorytmu i oprogramowania do klasyfikacji danych) współpracowało z partnerami z Niemiec (firmami IABG, EOEXPLOR i Uniwersytetem w Jenie) oraz firmą CloudFerro - operatorem platformy CREODIAS. Infrastruktura informatyczna CREODIAS została wykorzystana do przetworzenia kilkunastu tysięcy zdjęć satelitarnych.
      Cyfrowe, satelitarne mapy pokrycia terenu stanowią nowoczesny odpowiednik papierowych map tematycznych. Dzięki cyfrowej naturze pozwalają w łatwy i szybki sposób dokonywać różnych analiz środowiskowych – CBK PAN współpracuje na tym polu m.in. z Głównym Urzędem Statystycznym. Satelity konstelacji Sentinel są odpowiedzią na potrzebę opracowania m.in. baz danych o pokryciu terenu charakteryzujących się większą dokładnością, większą szczegółowością i częstszą aktualizacją (coroczną). Ze względu na dużą ilość danych konieczne jest tworzenie algorytmów automatyzujących proces przetwarzania informacji satelitarnych. Badania realizowane w CBK PAN wpasowują się w ten globalny trend.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...