Космическая инфракрасная астрономия

Оглавление статей
Космическая инфракрасная астрономия
Страница 2

Страница 1 из 2

 

За границей видимого спектра

Космическая инфракрасная астрономия в XXI веке

 ИК-телескопы нового поколения

25 августа 2003 г. со станции ВВС США «Мыс Канаверал» стартовала ракета-носитель Delta 2, отправившая в космос инфракрасный телескоп Spitzer.

История этого проекта уходит в начало 1980-х годов, когда была развернута программа по созданию четырех «Больших обсерваторий» NASA. Все они должны были выводиться на низкую околоземную орбиту пилотируемыми многоразовыми кораблями и с помощью них же впоследствии обслуживаться. Полностью реализовать задуманное удалось только для космического телескопа имени Хаббла (Hubble Space Telescope). Гамма-обсерватория Комптона (Compton Gamma-Ray Observatory), хоть и была конструктивно выполнена обслуживаемой, но полетов к ней не производилось и после 9 лет работы она была сведена с орбиты. Рентгеновскую обсерваторию «Чандра» (Chandra X-Ray Observatory), функционирующую до сих пор, запустили при помощи шаттла, но потом перевели на вытянутую эллиптическую орбиту, исключающую возможность проведения сервисных миссий.

Наконец, Spitzer быки запущен одноразовым носителем и не на геоцентрическую, а на нииоцентрическую орбиту, почти оэяпаяаощую с земной. Выбор такой орбиты связан с тем, что гаубожий космос намного холоднее околоземного пространства. Собственное ИК-излучение Земли может нагреть аппарат до температуры свыше 70 К, в то время как в отдалении от нее межпланетные зонды остывают почти до 30 К(-243°С).

Выполнение научной программы началось в декабре 2003 г. Тогда же было объявлено, что телескопу присвоено имя американского астрофизика Лаймана Спитцера (Lyman Strong Spitzer, 1914-1997), который еще в 1946 г. сформулировал принципы, заложенные в основу современных космических обсерваторий. Имя было «припасено» заранее, но его решили не раскрывать, не убедившись, что телескоп функционирует нормально.

Spitzer оснащен 85-сантиметровым бериллиевым зеркалом и тремя инструментами: инфракрасной камерой IRAC (Infrared Array Camera), способной одновременно вести наблюдения в четырех участках спектра, центрированных на длины волн 3,6, 4,5, 5,8 и 8,0 мкм; многополосным панорамным фотометром MIPS (Multiband Imaging Photometer for Spitzer), позволяющим проводить фотометрическое картографирование и получать изображения с высоким разрешением в спектральных линиях 24, 70 и 160 мкм; инфракрасным спектрографом IRS (Infrared Spectrograph), получающим спектры в диапазоне от 5,3 до 40 мкм. Чтобы SpitzerMorрегистрировать слабое тепловое излучение, приходящее с огромных расстояний, его инструменты охлаждались криогенной установкой с жидким гелием до температуры 1,4 К (-271,75:С). Запас охладителя составлял 360 литров, но в мае 2009 г. эй исчерпался. После этого основная миссия обсерватории завершилась.

С июня текущего года Spitzer эксплуатируется в «теплом» режиме (по сравнению с его прежним, охлаждаемым режимом — на самом деле для того, чтобы достичь столь низких температур в земных условиях, требуются значительные усилия). Новые снимки, сделанные телескопом, показывают, что он все еще остается весьма ценным инструментом для изучения пылевой компоненты Вселенной в ближнем и среднем инфракрасном диапазоне.

Можно сказать, что по «научной плодовитости» Spitzer ненамного уступает своему более известному околоземному «коллеге», названному в честь Эдвина Хаббла и работающему в оптическом диапазоне (а также в прилегающих к нему участках инфракрасного и ультрафиолетового спектра). Он впервые непосредственно «разглядел» — естественно, в ИК-лучах — экзопланеты, что ранее было не под силу ни одному инструменту. Его аппаратура позволила открыть несколько сверхмассивных черных дыр, исследовать гигантские пылевые облака, окружающие некоторые звезды, и определить их химический состав.

Инфракрасный телескоп ASTRO-F, спроектированный совместно японскими, английскими и голландскими специалистами, был запущен в космос 22 февраля 2006 г. с космодрома Утиноура при помощи ракеты-носителя M-V и вышел на солнечно-синхронную орбиту высотой 695 км.

Японское космическое агентство JAXA приняло решение оставить аппарат на околоземной орбите — это сокращало длительность «холодного» периода эксплуатации телескопа, но позволяло существенно снизить расходы за счет уменьшения требуемой мощности носителя и отсутствия необходимости в услугах сети дальней космической связи.

После того, как стало ясно, что телескоп работает нормально, он получил имя «Акари», что переводится как «Свет». Вместе с ним той же ракетой были отправлены в космос еще два аппарата — радиолюбительский наноспутник CUTE-1.7 и экспериментальный солнечный парус Solar Sail.

На борту «Акари» установлен рефлектор системы Ричи-Кретьена с апертурой 685 мм и фокусным расстоянием 4200 мм. Главное и вторичное зеркала для снижения массы изготовлены из карбида кремния SiC и имеют слоистую композицию.

Регистрирующая аппаратура состоит из обзорной камеры дальнего инфракрасного диапазона FIS (Far Infrared   Surveyor)   и фотометрической камеры IRC (Infrared Camera), работающей в ближнем и среднем ИК-диапазоне. FIS осуществлял обзор небесной сферы в диапазоне длин ноли oт 50 до 180 мкм. Камера IRC предназначалась для детальных наблюдений, а также для спектрометрических измерений с низким разрешением в диапазоне 1,7-26 мкм.

«Акари» начал научные наблюдения в мае 2006 г. Зеркала и приемники излучения охлаждались до 5,8 К. Чувствительные элементы телескопа — детекторы дальнего инфракрасного диапазона — работали при еще более низкой температуре (1,8 К). Бортовой запас жидкого гелия был исчерпан 26 августа 2007 г., что означало завершение основной фазы миссии. В «теплой» фазе используется камера IRC — ее рабочий температурный диапазон значительно шире, а достаточное для ее работы охлаждение обеспечивается постоянной ориентацией аппарата к Солнцу той стороной, которая защищена отражающим экраном.

Японский телескоп достиг запланированной продолжительности своего «холодного» существования, равной 550 дням. За это время он провел обзор небесной сферы в дальнем ИК-диапазоне, охватив около 94% всего неба с большим частотным покрытием и лучшим пространственным разрешением, чем его предшественник IRAS. Помимо этого, Акари» производил исследования в средней инфракрасной области спектра, а также подробное изучение отдельных космических объектов, которых он сфотографировал более пяти тысяч.

 

Предыдущая — След. »


Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все о космосе
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: