Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Uniwersytet Jagielloński przygotowuje własną misję kosmiczną
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Astronomia i fizyka
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
NASA zaprezentowała pierwsze zdjęcia pełnowymiarowego prototypu sześciu teleskopów, które w przyszłej dekadzie rozpoczną pracę w kosmicznym wykrywaczu fal grawitacyjnych. Budowane przez ekspertów z NASA teleskopy to niezwykle ważne elementy misji LISA (Laser Interferometer Space Antenna), przygotowywanej przez Europejską Agencję Kosmiczną (ESA).
W skład misji LISA będą wchodziły trzy pojazdy kosmiczne, a na pokładzie każdego z nich znajdą się po dwa teleskopy NASA. W 2015 roku ESA wystrzeliła misję LISA Pathfinder, która przetestowała technologie potrzebne do stworzenia misji LISA. Kosmiczny wykrywacz fal grawitacyjnych ma rozpocząć pracę w 2035 roku.
LISA będzie składała się z trzech satelitów, tworzących w przestrzeni kosmicznej trójkąt równoboczny. Każdy z jego boków będzie miał długość 2,5 miliona kilometrów. Na pokładzie każdego z pojazdów znajdą się po dwa identyczne teleskopy, przez które do sąsiednich satelitów wysyłany będzie impuls z lasera pracującego w podczerwieni. Promień będzie trafiał w swobodnie unoszące się na pokładzie każdego satelity pokryte złotem kostki ze złota i platyny o boku 46 mm. Teleskopy będą odbierały światło odbite od kostek i w ten sposób, z dokładnością do pikometrów – bilionowych części metra – określą odległość pomiędzy trzema satelitami. Pojazdy będą umieszczone w takim miejscu przestrzeni kosmicznej, że na kostki nie będzie mogło wpływać nic oprócz fal grawitacyjnych. Zatem wszelkie zmiany odległości będą świadczyły o tym, że przez pojazdy przeszła fala grawitacyjna. Każdy z pojazdów będzie miał na pokładzie dwa teleskopy, dwa lasery i dwie kostki.
Formacja trzech pojazdów kosmicznych zostanie umieszczona na podobnej do ziemskiej orbicie wokół Słońca. Będzie podążała za naszą planetą w średniej odległości 50 milionów kilometrów. Zasada działania LISA bazuje na interferometrii laserowej, jest więc podobna do tego, jak działają ziemskie obserwatoria fal grawitacyjnych, takie jak np. opisywane przez nas LIGO. Po co więc budowanie wykrywaczy w kosmosie, skoro odpowiednie urządzenia istnieją na Ziemi?
Im dłuższe ramiona wykrywacza, tym jest on bardziej czuły na fale grawitacyjne o długim okresie. Maksymalna czułość LIGO, którego ramiona mają długość 4 km, przypada na zakres 500 Hz. Tymczasem w przypadku LISY będzie to zakres 0,12 Hz. Kosmiczny interferometr będzie więc uzupełnienie urządzeń, które posiadamy na Ziemi, pozwoli rejestrować fale grawitacyjne, których ziemskie urządzenia nie zauważą.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
O teleskopie Hubble'a słyszeli chyba wszyscy. Nic w tym dziwnego, gdyż jest to jeden z najważniejszych instrumentów naukowych wykorzystywanych obecnie przez człowieka. Niewiele osób jednak wie, że teleskopy wcale nie muszą spoglądać w niebo. Na Antarktydzie powstaje właśnie niezwykłe urządzenie. Teleskop IceCube (Kostka Lodu), jest budowany wewnątrz lodowej czapy pokrywającej południowy biegun naszej planety. Jego zadaniem jest wykrywanie neutrin.
Neutrino
Neutrino to jedna z cząstek elementarnych. Należy ona do grupy leptonów i wyróżniamy trzy typy neutrin: taonowe, mionowe oraz elektronowe. Neutrino ma zerowy ładunek elektryczny i niemal nie ma masy. Cząstka jest tak przenikliwa, że na przykład planety nie stanowią dla niej żadnej przeszkody. W każdej chwili przez nasze ciała, przez budynki i przez samą Ziemię przelatuje niezliczona liczba neutrin. Ich głównym źródłem jest oddziaływanie promieni kosmicznych w górnych warstwach atmosfery. Neutrina emitują też np. gwiazdy i reaktory atomowe.
Istnienie neutrin zostało przewidziane teoretycznie w 1930 roku przez Wolfganga Pauliego, ale musiało minąć aż 26 lat zanim eksperymentalnie udowodniono, że Pauli się nie mylił.
Cząsteczki te są bardzo łakomym kąskiem dla astronomów. Podróżują z prędkością światła od źródeł promieniowania, a na swej drodze nie napotykają niemal żadnych przeszkód. Neutrina powstają np. we wnętrzach gwiazd i bez najmniejszych problemów przemierzają przestrzeń kosmiczną. Badanie neutrin pozwala więc naukowcom wysnuć wnioski na temat samych źródeł, z których zostały wyemitowane.
Z tego, co wiemy obecnie, zdecydowana większość istniejących neutrin pochodzi z samych początków wszechświata, powstały w momencie Wielkiego Wybuchu.
IceCube
Neutrina badane są od kilkudziesięciu lat i od lat naukowcy opracowują nowe metody ich obserwacji. Teoretycy od dawna uważają, że do obserwacji neutrin pochodzących z bardzo odległych źródeł potrzebny jest instrument długości co najmniej kilometra. Takim instrumentem ma być IceCube. Na miejsce jego budowy wybrano Antarktydę, gdyż jej lody są wyjątkowo czyste i wolne od źródeł promieniowania. Nic nie powinno więc zakłócać pracy niezwykłego teleskopu.
Będzie się on składał z co najmniej 4200 modułów optycznych zawieszonych na 70 pionowych linach, a te z kolei będą umieszczone na głębokości od 1450 do 2450 metrów pod powierzchnią lodu. Na samej powierzchni znajdzie się kopuła zbudowana z co najmniej 280 modułów optycznych. Powierzchnia IceCube'a będzie wynosiła około 1 kilometra kwadratowego. Jak łatwo obliczyć, objętość tego niezwykłego instrumentu naukowego to około 2,5 kilometra sześciennego. Po ukończeniu prac IceCube będzie działał przez 20 lat.
Uczeni mają nadzieję, że odpowie on na tak fundamentalne pytania, jak warunki fizyczne rozbłysków gamma czy też pozwoli zbadać naturę fotonów pochodzących z pozostałości po supernowej w gwiazdozbiorze Kraba oraz z nieodległych galaktyk. Być może IceCube pozwoli również potwierdzić teorię strun.
Obecnie IceCube składa się z 40 lin. Do stycznia 2009 roku przybędzie 9 kolejnych. Rok później mają być już 63 liny, a w marcu 2010 roku urządzenie osiągnie pełną gotowość operacyjną. We wrześniu 2010 roku zakończony zostanie główny etap budowy IceCube'a.
Obecnie budżet projektu wynosi 271 milionów dolarów. W pracach bierze udział około 200 naukowców i 29 instytucji.
O skali przedsięwzięcia niech świadczą liczby. Wywiercenie w lodzie każdego z 70 otworów o średniej głębokości 2454 metrów trwa średnio 48 godzin (pierwszy otwór wiercono przez 57 godzin). W tym czasie usuwane jest 757 metrów sześciennych lodu i zużyciu ulega około 2400 litrów paliwa. W każdym otworze umieszczana jest lina. Operacja ta trwa 11 godzin. Praca nie jest łatwa, gdyż Antarktyda to najzimniejsze, najbardziej wietrzne i najbardziej suche miejsce na Ziemi. W niektórych jej punktach nie padało od tysięcy lat, a średnie temperatury na Biegunie Południowym wynoszą latem około -37 stopni Celsjusza. Rekord ciepła na Biegunie to -13,8 stopnia Celsjusza. Rekord zimna na Antarktydzie to -89 stopni Celsjusza.
Najsilniejsze podmuchy wiatru zanotowano w lipcu 1972 roku. Naukowcy z francuskiej bazy Dumont d'Urville poinformowali wówczas, że wiatr wial z prędkością 320 kilometrów na godzinę. Na Antarktydzie znajduje się też największa pustynia na świecie, a rekordowy zanotowany spadek temperatury wyniósł 36 stopni w ciągu 12 minut.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Zespół z Uniwersytetu Jagiellońskiego (UJ) poinformował o odkryciu nowego gatunku motyla. Jego łacińska nazwa - Catasticta copernicus - to sposób na uhonorowanie Mikołaja Kopernika w 550. rocznicę urodzin. Motyla, którego można spotkać na granicy lasu na wysokości ok. 3500 m n.p.m. w peruwiańskich Andach, opisano na łamach periodyku Zootaxa.
Catasticta to rodzaj motyli z rodziny bielinkowatych (Pieridae). Dotychczas opisano ponad 100 należących do niego gatunków.
Samce C. copernicus są bardzo terytorialne. Przepędzają inne owady z miejsca, gdzie czekają na samice. Jak podkreślono w komunikacie UJ, wybierają [one] strategiczne pozycje nad koroną drzewa lub nad ostrym grzbietem górskim i w godzinach okołopołudniowych aktywnie ich pilnują.
Cztery osobniki C. copernicus (3 samce i 1 samica) zgromadzono w kolekcji Centrum Edukacji Przyrodniczej UJ. W innych europejskich zbiorach można zaś znaleźć 11 kolejnych motyli.
W 2021 r. w ekspedycji Christera Fåhraeusa z Wydziału Biologii Uniwersytetu w Lund brał m.in. udział dr hab. Tomasz W. Pyrcz z Instytutu Zoologii i Badań Biomedycznych UJ. Dostanie się w niedostępne i nieeksplorowane dotąd rejony wymagało użycia helikoptera i zaangażowania armii peruwiańskiej. To wtedy pozyskano pierwsze okazy motyla nazwanego na cześć Kopernika.
Artykuł pt. „The sunny butterflies: new species of high montane pierids of the Catasticta poujadei group from the Peruvian Andes (Pieridae, Pierinae, Aporiina)”, w którym opisano C. copernicus, został stworzony przez 8-osobowy zespół; z ramienia UJ, oprócz dr. hab. Pyrcza, pracowały nad nim mgr Jadwiga Lorenc-Brudecka oraz dr Kamila S. Zając.
Droga do stwierdzenia, że badany okaz należy do nowego gatunku, bywa długa i żmudna. Wymaga ona przede wszystkim zweryfikowania i sprawdzenia we wszystkich dostępnych kolekcjach oraz literaturze informacji na temat gatunków już znanych - wyjaśnia zastępca dyrektora Centrum Edukacji Przyrodniczej UJ dr Rafał Garlacz. Wiąże się to często z potrzebą wykonania różnorodnych analiz – [...] morfologicznych i anatomicznych, ale także molekularnych czy biochemicznych. Dopiero wyniki z wszystkich procedur pozwalają na pewne stwierdzenie odkrycia nowego gatunku - podsumowuje.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Budowany od 7 lat największy aparat fotograficzny na świecie jest już niemal gotowy. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, w maju 2023 roku aparat zostanie zabrany z clean roomu w SLAC National Accelerator Laboratory w Kalifornii i poleci do Chile, gdzie specjaliści zamontują go w budowanym właśnie Vera C. Rubin Observatory. Wszystkie elementy aparatu zostały już w pełni złożone, mówi inżynier Hannah Pollek.
Aparat posiada największe na świecie soczewki o średnicy 157 cm. Będzie do nich trafiało światło odbijane od trzech luster. Teleskop Vera C. Rubin Observatory będzie jednorazowo obserwował nieboskłon o szerokości 3,5 stopnia, czyli siedmiokrotnie większej od Księżyca w pełni. Gigantyczny aparat wykona dwa 15-sekundowe ujęcia obserwowanego obszaru, a następnie teleskop zostanie przekierowany na inny obszar nieboskłonu. W ten sposób, całymi latami, nowoczesne obserwatorium astronomiczne będzie badało południowy nieboskłon i sfotografuje około 20 miliardów galaktyk w ciągu 10 lat. Każdej nocy dostarczy astronomom 1,5 TB danych.
Badania te będą prowadzone za pomocą 3,2-gigapikselowego aparatu fotograficznego. To rozdzielczość tak duża, że pozwala na zarejestrowanie piłeczki golfowej z odległości 25 kilometrów.
Płaszczyzna ogniskowa aparatu ma szerokość 60 centymetrów i składa się ze 189 czujników CCD o rozdzielczości 16 megapikseli każdy. CCD wraz z towarzyszącą im elektroniką zostały połączone w grupy po 9 CCD w każdej. Powstało w ten sposób 21 modułów, które wraz z 4 dodatkowymi modułami, które służą pozycjonowaniu aparatu, umieszczono na podstawie. Każdy z takich modułów kosztował około 3 milionów dolarów.
Każdy z pikseli ma szerokość około 10 mikrometrów, a całość jest niezwykle płaska. Nierówności na całej płaszczyźnie ogniskowej nie przekraczają 1/10 grubości ludzkiego włosa. Dzięki tak małym pikselom i tak płaskiej powierzchni, możliwe jest wykonywanie zdjęć w niezwykle wysokiej rozdzielczości. W połączeniu z możliwościami lustra teleskopu Vera C. Rubin Observatory pozwoli na rejestrowanie obiektów, które są 100 milionów razy mniej jasne, niż minimalna jasność wymagana, by zauważyło je ludzkie oko. To właśnie te możliwości sprawiają, że środowisko naukowe z niecierpliwością czeka na uruchomienie nowego obserwatorium.
Jednak aby osiągnąć tak imponującą czułość, czujniki rejestrujące światło muszą zostać schłodzone. Dlatego za obiektywem zostanie umieszczony m.in. kriostat, który ma utrzymać CCD w temperaturze -100 stopni Celsjusza. To pozowali na wyeliminowanie większości szumu, jaki mogłyby przechwycić czujniki.
To jednak nie jedyne wyzwanie techniczne. Aparat potrzebuje do pracy ok. 1100 watów energii, a inżynierowie wciąż udoskonalają jego system chłodzenia. Ostatnio zdecydowali się na wykorzystanie innego płynu chłodzącego, co pociągnęło za sobą konieczność przebudowy całej instalacji chłodzącej.
Do zamontowania pozostało jeszcze sześć filtrów, z których każdy przepuszcza światło o konkretnej długości fali. Pięć filtrów zostanie umieszczonych na karuzeli, a szósty znajdzie się w specjalnym schowku. Mechanizm potrzebuje około 2 minut, by umieścić odpowiedni filtr pomiędzy soczewkami a czujnikami CCD. Po zamontowaniu filtrów aparat zostanie zwrócony obiektywem w stronę podłogi i rozpoczną się testy w warunkach słabego oświetlenia.
Gdy już całość będzie gotowa to transportu, z aparatu zostaną wymontowane soczewki i inne szklane elementy. Aparat zostanie umieszczony w specjalnie zabezpieczonym kontenerze, a całość poleci z San Francisco do Santiago.
Obecne plany przewidują, że pierwsze zdjęcie nieba aparat wykona w 2024 roku.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Zmiany klimatu niosą ze sobą wiele różnych zagrożeń. Jedną są bardziej oczywiste, inne mniej. Do kategorii tych drugich należą z pewnością zagrożenia dla... badań astronomicznych. Naukowcy z Uniwersytetu w Bernie, Politechniki Federalnej w Zurichu, Europejskiego Obserwatorium Południowego oraz Uniwersytetu w Reading przeprowadzili analizy wpływu zmian klimatycznych na badania prowadzone przez osiem najważniejszych naziemnych teleskopów. Wynika z nich, że musimy spodziewać się pogorszenia warunków do badań, a co za tym idzie, skrócenia czasu obserwacyjnego dla jednych z najcenniejszych instrumentów badawczych dostępnych nauce.
Miejsca, w których zostaną wybudowane teleskopy przyszłej generacji są wybierane na dekady zanim urządzenia te rozpoczną swoje obserwacje. Później teleskopy takie pracują przez około 30 lat. Jest zatem niezwykle ważne, by móc określić, z wyprzedzeniem wynoszącym wiele dekad, móc określić, jak będą zmieniały się warunki w miejscu planowanej budowy. Tymczasem obecnie wyboru miejsc dokonuje się na podstawie pomiarów zbyt krótkich, by mogły one dać odpowiedź na pytanie o długookresowe zmiany klimatu.
Jakość naziemnych obserwacji astronomicznych w dużej mierze zależy od klimatu. Supernowoczesne potężne teleskopy zwykle umieszcza się na dużych wysokościach, by skorzystać z dobrej przejrzystości atmosfery oraz szuka się miejsc o niskiej temperaturze i niskiej zawartości pary wodnej.
Astrofizyk Caroline Haslebacher z Uniwersytetu w Bernie i jej koledzy zwracają uwagę, że zwykle przy wyszukiwaniu takiego miejsca bierze się pod uwagę ostatnich 5 lat. To zbyt mało. Uczeni postanowili więc zmierzyć się z tym problemem i przeprowadzili analizę, która miała na celu sprawdzić, jak w miejscach, w których znajdują się najważniejsze obecnie teleskopy – na Hawajach, w Chile, na Wyspach Kanaryjskich, w Australii, RPA i Meksyku – będzie zmieniał się klimat. Okazało się, że do roku 2050 wszędzie tam dojdzie do zwiększenia temperatury, wilgotności właściwej oraz zawartości wody opadowej w atmosferze.
Czynniki te zmniejszą jakość obserwacji i prawdopodobnie doprowadzą do mniej intensywnego wykorzystania urządzeń z powodu złych warunków obserwacyjnych. Na przykład zwiększenie temperatury i wilgotności właściwej może zwiększyć kondensację pary wodnej na urządzeniach oraz będzie miało negatywny wpływ na systemy chłodzenia wewnątrz kopuł teleskopów. Z kolei zwiększenie zawartości wody opadowej będzie wiązało się z większą absorpcją światła, szczególnie podczerwonego, przez atmosferę, a więc mniej światła będzie docierało do teleskopów.
Problemy szczególnie dotkną obserwatoriów projektowanych z myślą o pracy w szczególnych warunkach. Na przykład Paranal Observatory w Chile może pracować, gdy temperatura powietrza przy powierzchni nie przekracza 16 stopni Celsjusza, a Teleskop Williama Herschela na Wyspach Kanaryjskich nie może pracować, jeśli temperatura jego lustra wynosi 2 stopnie Celsjusza lub mniej powyżej punktu rosy.
Przeprowadzona analiza nie wykazała za to zmian wilgotności względnej, pokrywy chmur czy turbulencji atmosferycznych. Autorzy badań zastrzegają jednak, że turbulencje jest szczególnie trudno przewidzieć, a w związku ze zmianami temperatury i prądów powietrznych należy się ich spodziewać.
Antropogeniczne zmiany klimatu powinny być brane pod uwagę przy wybieraniu miejsc budowy teleskopów przyszłej generacji, podsumowuje Haslebacher.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.