Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
NASA ujawnia prototyp teleskopu dla europejskiego kosmicznego wykrywacza fal grawitacyjnych LISA
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Astronomia i fizyka
-
Podobna zawartość
-
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
Za nieco ponad tydzień wystartuje misja Psyche, która ma za zadanie zbadanie pochodzenia jąder planetarnych. Celem misji jest asteroida 16 Psyche, najbardziej masywna asteroida typu M, która w przeszłości – jak sądzą naukowcy – była jądrem protoplanety. Jej badanie to główny cel misji, jednak przy okazji NASA chce przetestować technologię, z którą eksperci nie potrafią poradzić sobie od dziesięcioleci – przesyłanie w przestrzeni kosmicznej danych za pomocą lasera.
Ludzkość planuje wysłanie w dalsze części przestrzeni kosmicznej więcej misji niż kiedykolwiek. Misje te powinny zebrać olbrzymią ilość danych, w tym obrazy i materiały wideo o wysokiej rozdzielczości. Jak jednak przesłać te dane na Ziemię? Obecnie wykorzystuje się transmisję radiową. Fale radiowe mają częstotliwość od 3 Hz do 3 THz. Tymczasem częstotliwość lasera podczerwonego sięga 300 THz, zatem transmisja z jego użyciem byłaby nawet 100-krotnie szybsza. Dlatego też naukowcy od dawna próbują wykorzystać lasery do łączności z pojazdami znajdującymi się poza Ziemią.
Olbrzymią zaletą komunikacji laserowej, obok olbrzymiej pojemności, jest fakt, że wszystkie potrzebne elementy są niewielkie i ulegają ciągłej miniaturyzacji. A ma to olbrzymie znaczenie zarówno przy projektowaniu pojazdów wysyłanych w przestrzeń kosmiczną, jak i stacji nadawczo-odbiorczych na Ziemi. Znacznie łatwiej jest umieścić w pojeździe kosmicznym niewielkie elementy do komunikacji laserowej, niż podzespoły do komunikacji radiowej, w tym olbrzymie anteny.
Gdyby jednak było to tak proste, to od dawna posługiwalibyśmy się laserami odbierając i wysyłając dane do pojazdów poza Ziemią. Tymczasem inżynierowie od dziesięcioleci próbują stworzyć system skutecznej komunikacji laserowej i wciąż im się to nie udało. Już w 1965 roku astronauci z misji Gemini VII próbowali wysłać z orbity sygnał za pomocą ręcznego 3-kilogramowego lasera. Próbę podjęto na długo zanim w ogóle istniały skuteczne systemy komunikacji laserowej. Późniejsze próby były bardziej udane. W 2013 roku przesłano dane pomiędzy satelitą LADEE, znajdującym się na orbicie Księżyca, a Ziemią. Przeprowadzono udane próby pomiędzy Ziemią a pojazdami na orbicie geosynchronicznej, a w bieżącym roku planowany jest test z wykorzystanim Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Psyche będzie pierwszą misją, w przypadku której komunikacja laserowa będzie testowana za pomocą pojazdu znajdującego się w dalszych partiach przestrzeni kosmicznej.
Psyche będzie korzystała ze standardowego systemu komunikacji radiowej. Na pokładzie ma cztery anteny, w tym 2-metrową antenę kierunkową. Na potrzeby eksperymentu pojazd wyposażono w zestaw DSOC (Deep Space Optical Communications). W jego skład wchodzi laser podczerwony, spełniający rolę nadajnika, oraz zliczająca fotony kamera podłączona do 22-centymetrowego teleskopu optycznego, działająca jak odbiornik. Całość zawiera matrycę detektora składającą się z nadprzewodzących kabli działających w temperaturach kriogenicznych. Dzięki nim możliwe jest niezwykle precyzyjne zliczanie fotonów i określanie czasu ich odbioru z dokładnością większa niż nanosekunda. To właśnie w fotonach, a konkretnie w czasie ich przybycia do odbiornika, zakodowana będzie informacja. Taki system, mimo iż skomplikowany, jest mniejszy i lżejszy niż odbiornik radiowy. A to oznacza chociażby mniejsze koszty wystrzelenia pojazdu. Również mniejsze może być instalacja naziemna. Obecnie do komunikacji z misjami kosmicznymi NASA korzysta z Deep Space Network, zestawu 70-metrowych anten, które są drogie w budowie i utrzymaniu.
Komunikacja laserowa ma wiele zalet, ale nie jest pozbawiona wad. Promieniowanie podczerwone jest łatwo blokowane przez chmury i czy dym. Mimo tych trudności, NASA nie rezygnuje z prób. System do nadawania i odbierania laserowych sygnałów ma znaleźć się na pokładzie misji Artemis II, która zabierze ludzi poza orbitę Księżyca. Jeśli się sprawdzi, będziemy mogli na żywo obserwować to wydarzenie w kolorze i rozdzielczości 4K.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Uniwersytet Jagielloński wyśle w przestrzeń kosmiczną teleskop, który będzie poszukiwał śladów wodoru i deuteru wokół małych ciał Układu Słonecznego. Projekt HYADES, który właśnie został dofinansowany kwotą 3 milionów euro przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych, ma na celu zbadanie pochodzenia wody na Ziemi oraz poszukiwanie jej źródeł w Układzie Słonecznym.
Woda to jeden z najważniejszych składników, niezbędnych do rozwoju życia. Wiemy, że występuje ona na Marsie i wchodzi w skład komet. Jednak jej bezpośrednia obserwacja na kometach jest trudna. Znacznie łatwiej jest zaobserwować atomy wodoru uwolnione w gazowych otoczkach komet wskutek rozpadu cząsteczek wody, mówi kierownik projektu HYADES, doktor Michał Drahus.
Atomy wodoru emitują dużo światła przez linię widmową Lyman alfa, dzięki czemu są bardzo czułym wskaźnikiem obecności wody. Jednak ten zakres promieniowania jest trudny w obserwacji. Znajduje się bowiem w zakresie dalekiego ultrafioletu, który jest całkowicie pochłaniany przez atmosferę Ziemi. Dlatego też naukowcy z UJ postanowili przenieść swoje obserwacje w kosmos.
W ramach pięcioletniego projektu powstanie satelita wyspecjalizowany w poszukiwaniu wody. Jego głównym celem będzie zbadanie różnych grup komet pod kątem jej występowania. Jest to o tyle istotne, że zgodnie z obecnym stanem wiedzy, Ziemia uformowała się bez wody. Dopiero później ten życiodajny składnik trafił na naszą planetę. Jedna z hipotez mówi, że została ona przyniesiona przez komety. Dlatego też ich obserwacje mogą pomóc w określeniu, skąd wzięła się woda na Ziemi. O tym, czy komety mogły być źródłem wody na Błękitnej Planecie może świadczyć stosunek izotopów wodoru. Jeśli znajdziemy na kometach wodę o składzie izotopowym takim, jaki ma woda na Ziemi, będzie to silnym potwierdzeniem hipotezy o pochodzeniu wody.
Misja HYADES może zrewolucjonizować naszą wiedzę na ten temat. O ile bowiem w ciągu ostatnich 35 lat tego typu badania przeprowadzono na próbce 12 komet uzyskując niejednoznaczne wyniki, to polscy naukowcy mają zamiar przebadać 50 komet w ciągu zaledwie 3 lat.
Na tym jednak możliwości HYADES się nie kończą. Kosmiczny teleskop z UJ poszuka też nieznanych zasobów wody w Układzie Słonecznym. Naukowcy chcą przyjrzeć się m.in. grupie planetoid przypominających komety. Uzyskane informacje na temat sublimacji lodu wodnego z tych ciał dadzą nam unikalny wgląd w zawartość wody w pasie głównym planetoid, mówi doktor Drahus. Niezwykle interesującym celem badawczym mogą być też obiekty międzygwiezdne, które podróżują przez Układ Słoneczny. Obiekty te mają niesłychane znaczenie dla nauki, gdyż uformowały się wokół innych gwiazd, w związku z czym przynoszą nam unikalne informacje o swoich macierzystych układach planetarnych, mówi Michał Drahus. Dotychczas zidentyfikowaliśmy dwa tego typu obiekty – 1I/Oumuamua oraz 2I/Borisov – naukowcy sądzą jednak, że jest ich znacznie więcej.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W Centrum Badań Kosmicznych PAN zakończyła się budowa modelu inżynierskiego instrumentu GLOWS (GLObal solar Wind Structure). GLOWS to fotometr, który będzie liczył fotony odpowiadające długości fali promieniowania Lyman-α (121,56 nm). Zostanie on zainstalowany na pokładzie sondy kosmicznej IMAP (The Interstellar Mapping and Acceleration Probe), która rozpocznie swoją misję w 2025 roku.
Sonda IMAP zostanie umieszczona w punkcie libracyjnym L1 i stamtąd będzie badała przyspieszenie cząstek pochodzących z heliosfery oraz interakcję wiatru słonecznego z lokalnym medium. Dane będą przesyłane na Ziemię w czasie rzeczywistym i posłużą do prognozowania pogody kosmicznej.
Polski GLOWS będzie jednym z 10 instrumentów naukowych znajdujących się na pokładzie IMAP. Jego oś optyczna będzie odchylona o 75 stopni od osi obrotu satelity. Wraz z obrotem IMAP GLOWS będzie skanował okrąg, który codziennie będzie się przesuwał wraz ze zmianą orientacji całego IMAP. W ramach przygotowania eksperymentu zaprojektowaliśmy cały przyrząd: układ optyczny, elektronikę, system zasilania elektrycznego, oprogramowanie do zbierania danych na pokładzie i ich transmisji na Ziemię oraz koncepcję systemu przetwarzania danych na Ziemi, informuje profesor Maciej Bzowski, szef zespołu GLOWS.
Zbudowaliśmy komputerowy model poświaty heliosferycznej, zbadaliśmy tło pozaheliosferyczne oczekiwane w eksperymencie, zidentyfikowaliśmy i wprowadziliśmy do modelu znane źródła astrofizyczne promieniowania Lyman-alfa, zbudowaliśmy listę gwiazd, które posłużą do kalibracji przyrządu. Zbudowaliśmy też prototyp GLOWS i uruchomiliśmy go w warunkach laboratoryjnych. Wreszcie sprawdziliśmy, że przyrząd widzi promieniowanie Lyman-alfa, które ma obserwować w kosmosie. Oznacza to, że zarejestrowaliśmy pierwsze światło, dodaje uczony.
GLOS to pierwszy całkowicie polski instrument i eksperyment przygotowany na misję NASA. Otrzymaliśmy możliwość zarówno zaplanowania eksperymentu, zbudowania absolutnie własnego przyrządu i śledzenia rejestrowanych przez niego danych. Sądzę też, że jako pierwsi będziemy mogli przedstawić własne wyniki tych unikatowych pomiarów. Jesteśmy przekonani, że wkrótce po tym przedstawimy na forum międzynarodowym potwierdzenie naszych teorii które, były inspiracją tego kluczowego eksperymentu, podkreśliła profesor Iwona Stanisławska, dyrektor CBK PAN.
Przed trzema miesiącami dokonano Critical Design Review instrumentu. Obok Polaków wzięli w nim udział m.in. eksperci z NASA, Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa i Southwest Research Institute. Przegląd wypadł pomyślnie, co oznacza, że wydano zgodę na rozpoczęcie budowy właściwego urządzenia, które poleci w kosmos.
Prace przy GLOWS pozwalają naszym naukowcom zdobyć cenne doświadczenie i umiejętności. Mogą one skutkować otwarciem w Polsce nowych perspektyw badawczych. Obserwacje satelitarne w zakresie UV to wciąż nowatorska i przyszłościowa dziedzina badań kosmosu. Unikatowe doświadczenia i bardzo specjalistyczna infrastruktura techniczna, w obu przypadkach zdobyte w trakcie realizacji GLOWS, stanowią doskonałą podstawę do realizacji w Polsce przyszłych misji satelitarnych. Tym bardziej, że obserwacje w zakresie UV proponuje szereg ważnych ośrodków naukowych, również polskich, wyjaśnia doktor habilitowany Piotr Orleański, zastępca dyrektora CBK PAN ds. rozwoju technologii.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
NASA wyznaczyła datę kolejnej próby startu misji Artemis I. Będzie ona miała miejsce 14 listopada, a 69-minutowe okienko startowe otworzy się o godzinie 6:07 czasu polskiego. Dotychczas podjęto dwie próby startu, a po drugiej z nich nie było pewne, czy we wrześniu uda się przeprowadzić trzecią próbę. Mimo, że usterki, które uniemożliwiły obie próby, udało się usunąć, do Florydy zaczął zbliżać się huragan Ian, w związku z czym podjęto decyzję o przetransportowaniu rakiety do hangaru.
Przeprowadzone po przejściu huraganu inspekcje i analizy wykazały, że przygotowanie rakiety i stanowiska startowego nie wymaga zbyt dużo pracy. Zdecydowano więc o podjęciu drobnych napraw w systemie ochrony termicznej, ponownym załadowaniu lub wymianie akumulatorów, przeprowadzeniu niewielkich zmian w systemie awaryjnego przerwania lotu. Rakieta wyjedzie z hangaru w kierunku stanowiska startowego 4 listopada.
NASA zarezerwowała sobie dwa rezerwowe okna startowe, na 16 i 19 listopada. Wystrzelenie misji podczas którejś z trzech wymienionych dat – 14, 16 lub 19 listopada – będzie oznaczało, że misja Artemis I potrwa około 26 dni.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 1 użytkownik