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
Inżynierowie misji Voyager wyłączyli niedawno CRS (Cosmic Ray Subsystem) na Voyagerze 1, a za dwa tygodnie wyłączą Low-Energy Charged Particle (LECP) na Voyagerze 2. Instrumenty, jak można domyślić się z ich nazw, odpowiadają za badanie promieniowania kosmicznego oraz niskoenergetycznych jonów. Po wyłączeniu wspomnianych urządzeń na każdej z sond będzą działały po 3 instrumenty naukowe. Odłączanie instrumentów ma na celu zaoszczędzenie energii i przedłużenie czasu działania sond – jedynych wysłanych przez człowieka obiektów, które opuściły Układ Słoneczny.
Voyagery zasilane są przez radioizotopowe generatory termoelektryczne, generujące energię z rozpadu dwutlenku plutonu-238. Początkowo generatory wytwarzały energię o mocy około 475 W, jednak w miarę zużywania się paliwa tracą rocznie około 4,3 W. W przestrzeni kosmicznej przebywają już od 48 lat. Sposobem na poradzenie sobie ze zmniejszaniem mocy, jest wyłączanie kolejnych instrumentów. Jeśli byśmy nie wyłączali instrumentów, Voyagerom zostałoby prawdopodobnie kilka miesięcy pracy, mówi Suzanne Dodd.
Na pokładzie każdej z sond znajduje się 10 identycznych instrumentów naukowych. Zadaniem części z nich było zabranie danych z gazowych olbrzymów Układu Słonecznego, zostały więc wyłączone zaraz po tym, jak sondy skończyły badania tych planet. Włączone zostały te instrumenty, które naukowcy uznali za potrzebne do zbadania heliosfery i przstrzeni międzygwiezdnej. Voyager 1 dotarł do krawędzi heliosfery w 2012 roku, Voyager 2 – w roku 2018.
W październiku ubiegłego roku na Voyagerze 2 wyłączono instrument badający ilość plazmy i kierunek jej ruchu. W ostatnich latach instrument ten zebrał niedużą ilość danych, gdyż jest zorientowany w kierunku przepływu plazmy w ośrodku międzygwiezdnym. Voyager 1 przestał badać plazmę wiele lat temu, ze względu na spadającą wydajność urządzenia.
Wyłączony właśnie CRS na Voyagerze 1 to zestaw trzech teleskopów badających m.in. protony z przestrzeni międzygwiezdnej i Słońca. Dane te pozwoliły określić, w którym miejscu i kiedy Voyager 1 opuścił heliosferę. LECP na Voyagerze 2, który ma zostać wkrótce wyłączony, bada różne jony, elektrony i promieniowanie kosmiczne zarówno z Układu Słonecznego, jak i spoza niego.
Oba instrumenty wykorzystują obracające się platformy, mogą więc prowadzić badania w promieniu 360 stopni. Platformy wyposażono w silniki krokowe, które o obracały je co 192 sekundy. Na Ziemi platformy zostały przetestowane na 500 000 kroków. Tyle, ile potrzeba było, by misje doleciały do Saturna. Okazały się jednak znacznie bardziej wytrzymałe. Mają za sobą już ponad 8,5 miliona kroków.
Voyagery miały zbadać zewnętrzne planety Układu Słonecznego i już dawno przekroczyły przewidywany czas działania. Każdy bit dodatkowych danych, które od tej pory udało się zebrać, to nie tylko wartościowa informacja dla heliofizyki, ale też świadectwo niezwykłych osiągnięć inżynieryjnych, stwierdza Patrick Koehn, odpowiedzialny za program naukowy Voyagerów.
Inżynierowie NASA starają się, by instrumenty naukowe na sondach działały jak najdłużej, gdyż dostarczają unikatowych danych. W tak dalekich regionach kosmosu nie pracował jeszcze żaden instrument i przez najbliższe dziesięciolecia żaden nowy nie zostanie tam wysłany.
Wyłączenie wspomnianych urządzeń oznacza, że sondy będą miały wystarczająco dużo energii, by działać przez około rok, zanim zajdzie konieczność wyłączenia następnych urządzeń. W tej chwili na Voyagerze 1 pracuje magnetometr i Plasma Wave Subsystem (PWS), odpowiedzialny za badanie gęstości elektronowej. Działa też LECP, który zostanie wyłączony w przyszłym roku. Na Voyagerze 2 działają zaś – nie licząc LECP, który wkrótce będzie wyłączony – magnetometr, PWS oraz CRS. W przyszłym roku inżynierowie wyłączą ten ostatni.
Eksperci z NASA mają nadzieję, że dzięki tego typu działaniom jeszcze w latach 30. bieżącego wieku na każdym z Voyagerów będzie pracował jeszcze co najmniej 1 instrument naukowy. Czy tak się stanie, tego nie wiadomo. Trzeba pamiętać, że obie sondy od dziesięcioleci ulegają powolnej degradacji w surowym środowisku pozaziemskim.
Obecnie Voyager 1 znajduje się w odległości ponad 25 miliardów kilometrów od Ziemi, a do Voyagera 2 dzieli nas 21 miliardów km. Sygnał radiowy do pierwszego z nich biegnie ponad 23 godziny, do drugiego – 19,5 godziny.
W każdej minucie każdego dnia Voyagery badają zupełnie nieznane nam regiony, dodaje Linda Spilker z Jet Propulsion Laboratory. Oba pojazdy można na bieżąco śledzić na stronach NASA.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Przed trzema dniami, gdy świat świętował Wigilię Bożego Narodzenia, sonda Parker Solar Probe przeleciała rekordowo blisko Słońca. Operatorzy misji z Johns Hopkins Applied Physics Laboratory odebrali przed kilkoma godzinami dane potwierdzające, że przelot przebiegł zgodnie z planem. To pierwszy sygnał z PSP od czasu, gdy rozpoczęła ona procedurę bliskiego przelotu.
Parker Solar Probe znalazła się w odległości 6,1 miliona kilometrów od powierzchni Słońca, pędząc z prędkością 692 tysięcy km/h. Teraz nadzór misji czeka na informacje o stanie sondy. Mają one nadejść w ciągu najbliższych godzin. Natomiast 1 stycznia na Ziemię powinny trafić dane, z których dowiemy się więcej na temat warunków panujących w obszarze, w który zapuściła się sonda. Żaden wykonany przez człowieka obiekt nigdy nie znalazł się tak blisko gwiazdy, Parker dostarczy nam informacji z niezbadanych obszarów, mówi Nick Pinkine, menedżer misji.
Parker Solar Probe została wystrzelona w sierpniu 2018 roku. Po raz pierwszy „dotknęła Słońca” dnia 28 kwietnia 2021 roku. Zewnętrzna krawędź Słońca jest wyznaczana przez powierzchnię krytyczną Alfvéna. To miejsce poniżej którego Słońce i jego siły grawitacyjne i magnetyczne bezpośrednio kontrolują wiatr słoneczny. W kwietniu 2021 roku PSP spędziła 5 godzin poniżej powierzchni krytycznej Alfvéna, w obszarze, gdzie ciśnienie i energia pola magnetycznego gwiazdy są silniejsze niż ciśnienie i energia cząstek przezeń emitowanych. Tym samym PSP stała się pierwszym pojazdem kosmicznym, który dotknął atmosfery naszej gwiazdy.
Parker Solar Probe to urządzenie rozmiarów małego samochodu. Jego celem jest atmosfera Słońca znajdująca się w odległości około 6,5 miliona kilometrów od powierzchni gwiazdy. Głównym zadaniem misji jest zbadanie, w jaki sposób w koronie Słońca przemieszcza się energia i ciepło oraz odpowiedź na pytanie, co przyspiesza wiatr słoneczny. Naukowcy wiążą z misją olbrzymie nadzieje, licząc, że zrewolucjonizuje ona rozumienie Słońca, Układu Słonecznego i Ziemi.
Pojazd może przetrwać temperatury dochodzące do 1370 stopni Celsjusza. Pomaga mu w tym gruba na 11,5 centymetra osłona termiczna (Thermal Protection System) z kompozytu węglowego. Jej zadaniem jest ochrona czterech instrumentów naukowych, które badają pola magnetyczne, plazmę, wysokoenergetyczne cząstki oraz obrazują wiatr słoneczny. Instrumenty mają pracować w temperaturze pokojowej.
TPS składa się z dwóch paneli węglowego kompozytu, pomiędzy którymi umieszczono 11,5 centymetra węglowej pianki. Ta strona osłony, która jest zwrócona w kierunku Słońca została pokryta specjalną białą warstwą odbijającą promieniowanie cieplne. Osłona o średnicy 2,5 metra waży zaledwie 72,5 kilograma. Musiała być ona lekka, by poruszająca się z olbrzymią prędkością sonda mogła wejść na odpowiednią orbitę wokół naszej gwiazdy.
Parker Solar Probe jest pierwszym pojazdem kosmicznym NASA nazwanym na cześć żyjącej osoby. W ten sposób uhonorowano profesora astrofizyki Eugene'a Parkera z University of Chicago. Zwykle misje NASA zyskują nową, oficjalną nazwę, po starcie i certyfikacji. Tym razem było inaczej. W uznaniu zasług profesora Parkera na polu fizyki Słońca oraz dla podkreślenia, jak bardzo misja jest związana z prowadzonymi przez niego badaniami, zdecydowano, że oficjalna nazwa zostanie nadana przed startem. Tym samym Parker stał się pierwszym człowiekiem, który zobaczył start misji NASA nazwanej jego imieniem. Uczony zmarł w 2022 roku, w wieku 94 lat.
Aby nie ulec potężnej grawitacji Słońca, które stanowi przecież 99,8% masy Układu Słonecznego, PSP musiał osiągnąć prędkość nie mniejszą niż 85 000 km/h. Nie jest to łatwe, dlatego też pojazd aż siedmiokrotnie korzystał z asysty grawitacyjnej Wenus.
« 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
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
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.