На следующей неделе в космос отправится уникальный телескоп, который сможет «посчитать» около миллиарда звезд вокруг Земли.
На сегодняшний день каталогизировано около 2,5 миллионов звезд. Конечно, это число не соответствует количеству звезд даже в нашем рукаве галактики, не говоря уже о Вселенной.
Об остальных числах мы знаем только теоретически, на основе экстраполяции и математических моделей.
В 2000 году Европейское космическое агентство решило посчитать звезды, используя современные технологии.
Эта идея легла в основу научной миссии Гайи, на разработку которой ушло 13 лет и которая обошлась более чем в 600 миллионов евро.
Гайя должна решить несколько научных задач:
1) Определить расположение одного миллиарда звезд яркостью до +20-й звездной величины.
Эта яркость в 400 тысяч раз слабее, чем может различить человеческий глаз.
2) Определить спектр и провести фотометрию этих звезд. Таким образом можно будет установить, к какому типу звезд относятся наблюдаемые объекты, и, если повезет, найти рядом с ними экзопланеты.
3) Измерить скорость движения звезд и крупных галактических структур в нашей «половине» Галактики.
4) Построить трёхмерную карту нашей части Галактики.
Телескоп будет запущен в точку L2 системы Солнце-Земля - туда, где гравитационная сила Земли и Солнца компенсируется центробежной силой летательного аппарата.
Там он будет двигаться по специальной орбите, которая называется «орбита Лиссажу».
Ожидается, что за пять лет работы Gaia произведет 70 обзоров всего неба.
Это позволит составить карту расположения звезд, определить расстояние до них, оценить направление и скорость их движения.
Это будет достигнуто с помощью эффекта параллакса.
Телескоп будет смотреть на нашу галактику с двух точек, так же, как мы смотрим двумя глазами, благодаря чему мы видим трехмерное изображение и можем ориентироваться в пространстве.
У Gaia такие «глаза» будут стрелять с двух позиций, расположенных на противоположных сторонах орбиты.
Космический телескоп «Гайя» имеет форму бочки, размером с автобус, но его конструкция отличается от, например, «Хаббла», который также имеет цилиндрическую форму.
По сути, Гайя — это два телескопа, которые смотрят с каждой стороны под углом 102 градуса, а внутри устроены как перископ.
Система зеркал проецирует свет звезд от двух телескопов на одну фотоматрицу.
Выдающиеся возможности Gaia во многом объясняются конструкцией ПЗС-матрицы производства британской компании e2v Technologies. Этот космический телескоп станет самой большой камерой за пределами Земли.
Ее разрешение составляет 938 мегапикселей, а физический размер матрицы — 1 метр на 50 см.
Предыдущий рекордсмен, охотник за экзопланетами Кеплер, имеет разрешение 95 мегапикселей.
Возможность одновременного приема изображений сразу с двух телескопов реализуется не только за счет размера матрицы, но и ее структуры и программной обработки сигналов.
Ученые решили, что тьма, разделяющая звезды, не должна занимать лишнее место на матрице, и решили проецировать свет сразу с обеих сторон, тем самым удвоив количество рабочих пикселей в один момент времени.
Чтобы не запутаться в том, откуда взялся сигнал, а также для реализации других научных целей, ПЗС-матрица разделена на несколько активных секций, каждая из которых имеет свою функцию.
За счет вращения телескопа проецируемое изображение перемещается слева направо (если посмотреть их схемы, то на видео все наоборот).
Сначала свет попадает на две полоски элементов (голубые слева на схеме), каждая из которых получает данные от одного телескопа.
Благодаря им строится звездная карта.
В момент фиксации первой полосы фотоэлементов каждой звезде выделяется свое «окно» на матрице, которое следует за движением света звезды.
Благодаря этой технологии процессор не перепутает, какая звезда откуда сияет. При наблюдении звезды производится фотометрия по самой широкой основной части матрицы (на схеме синего цвета), т.е.
измеряется степень светимости звезды и некоторые внутренние процессы, влияющие на изменение блеска.
Именно в этот момент появляется возможность фиксации прохождения планеты: т. н.
транзитный метод. Одного наблюдения будет недостаточно, но когда будут суммированы результаты 70 экспертиз, тогда можно будет сделать более уверенные выводы.
Ожидается, что Gaia сможет найти более 10 тысяч экзопланет, что примерно в три раза больше, чем у Kepler. Темно-синие и красные сенсорные полоски будут выполнять спектрометрические исследования на синих и красных длинах волн.
Таким образом мы узнаем больше о химическом составе звезд, их температуре и возрасте.
Группа датчиков, обозначенная зеленым цветом, предназначена для исследований методами доплеровской спектроскопии или лучевых скоростей.
Определив красное смещение , метод позволяет определить отклонения звезды, вызванные влиянием планеты, вращающейся на орбите.
Для настройки и калибровки телескопа используются четыре датчика.
Очевидно, что такие наблюдения требуют высочайшей точности орбитальной и температурной стабилизации.
Оптические датчики размещены на пластине из карбида кремния, которая практически не меняет своего объема независимо от нагрева или охлаждения.
Сам телескоп защищен от солнечных лучей щитом диаметром 10,5 метров.
Это снизит температуру на матрице и зеркалах до -110 градусов Цельсия.
Этот холод снижает шум матрицы, а значит, повышает качество получаемых данных.
Несмотря на космический холод, матрица оснащена мощной системой отвода тепла: 
Gaia будет ежедневно создавать 50 ГБ данных, которые будут передаваться со скоростью 10 Мбит/с с помощью антенны X-диапазона.
По результатам этого амбициозного проекта мы не только посчитаем все окружающие звезды, но и наконец сможем детально представить, как выглядит галактика Млечный Путь, и создать ее трехмерную модель.
"Гайя" совершит полет 19 декабря 2013 года с космодрома Куру во Французской Гвиане на ракете-носителе "Союз" с разгонным блоком "Фрегат".
Я вам расскажу, как это будет происходить, потому что.
у меня была возможность находиться в центре управления во время запуска.
Теги: #астрономия #Космонавтика #Фотография #астрофотография #астрофизика #НПО Лавочкина
-
Xml-Интеграция С Ado+
19 Oct, 24 -
Чисел Теория
19 Oct, 24 -
Карта Припяти
19 Oct, 24
