Planck - sonda kosmiczna - Polski Serwis Naukowy

Zobacz wiadomość w serwisie Wikinews na temat udanego wyniesienia satekity Planck

W Wikimedia Commons znajdują się multimedia związane z tematem:
Planck (misja kosmiczna)

Planck – misja satelity Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA), przeznaczonego do wykonania pomiarów anizotropii kosmicznego mikrofalowego promieniowania tła z wysoką zdolnością rozdzielczą. Satelita został wyniesiony, wspólnie z obserwatorium Herschela, przez rakietę nośną Ariane 5 ECA na orbitę wokół punktu L2 układu Ziemia – Słońce, znajdującego się w odległości około 1,5 mln km od Ziemi.

Niemcy (Republika Federalna Niemiec, RFN; do traktatu pomiędzy RFN a Polską Rzecząpospolitą Ludową (1970) w Polsce stosowana była oficjalnie nazwa Niemiecka Republika Federalna, NRF; niem.: Deutschland lub Bundesrepublik Deutschland, BRD) – państwo federacyjne położone w Europie, będące członkiem Unii Europejskiej (UE), Unii Zachodnioeuropejskiej (UZE), G8, ONZ oraz NATO. Stolicą Niemiec jest Berlin (przed połączeniem z NRD – Bonn, obecnie noszące tytuł miasta federalnego). Językiem oficjalnym jest język niemiecki.
Mikrofale to rodzaj , częstotliwość = 3·109 – 3·1012 Hz, a długości λ = 10−4 – 0,1 m . W elektronice stosowanie sygnałów o częstotliwościach mikrofalowych oznacza, że rozmiary urządzenia (w najprostszym przypadku falowodu) są zbliżone do długości fali przenoszonego sygnału i opis obwodu przy pomocy elementów o stałych skupionych nie jest wystarczająco dokładny.

Nazwa satelity została nadana na cześć niemieckiego fizyka, Maxa Plancka.

Cele naukowe misji

Pomiar anizotropii kosmicznego mikrofalowego promieniowania tła z dokładnością do ΔT/T = 2 × 10 i zdolnością rozdzielczą sięgającą 5 minut kątowych.

Pomiar wartości modów E polaryzacji mikrofalowego promieniowania tła i możliwość dokonania pomiarów modów B polaryzacji (jeżeli ich wartość jest wystarczająco duża dla detekcji).

Określenie wartości parametrów kosmologicznych, takich jak promień krzywizny Wszechświata, stała Hubble'a i gęstość materii barionowej.

Testy modeli inflacyjnych wczesnego Wszechświata.

Poszukiwanie charakterystycznych sygnatur pochodzących od defektów topologii, takich jak struny kosmiczne i tekstury, powstałych podczas przejścia fazowego we wczesnym Wszechświecie.

Pomiary amplitudy struktur w mikrofalowym promieniowaniu tła w skalach pomiędzy 100 i 1000 h Mpc, porównywalnych z rozmiarami pustek i filamentów obserwowanych w obecnej dystrybucji galaktyk.

Pomiar termicznego efektu Suniajewa-Zeldowicza dla tysięcy gromad galaktyk.

Pomiar kinematycznego efektu Suniajewa-Zeldowicza dla ponad tysiąca gromad galaktyk i wyznaczenie, na tej podstawie, prędkości własnych gromad.

Obserwacje soczewkowania grawitacyjnego mikrofalowego promieniowania tła i pomiary zintegrowanego efektu Sachsa-Wolfe'a.

Obserwacje źródeł promieniowania mikrofalowego pochodzenia pozagalaktycznego, z Drogi Mlecznej i Układu Słonecznego.

Konstrukcja

Satelita Planck składa się z dwóch głównych elementów - modułu ładunku (ang. Payload Module) i modułu serwisowego (ang. Service Module).

Kriogenika (gr. krios - zimno, genos - ród) - dziedzina nauki (fizyki i techniki) zajmująca się badaniem i wykorzystaniem własności ciał w niskich temperaturach, uzyskiwaniem i mierzeniem niskich temperatur.
Orsay – miejscowość i gmina we Francji, w regionie Île-de-France, w departamencie Essonne. Według danych na rok 1990 gminę zamieszkiwały 14 863 osoby, a gęstość zaludnienia wynosiła 1860 osób/km² (wśród 1287 gmin regionu Île-de-France Orsay plasuje się na 191. miejscu pod względem liczby ludności, natomiast pod względem powierzchni na miejscu 489.).

Głównym elementem modułu ładunku jest teleskop z układem optycznym typu aplanat z dwoma zwierciadłami elipsoidalnymi wykonanymi z włókien węglowych. Zwierciadło główne ma wymiary 1,556 m x 1,887 m, a zwierciadło wtórne 1,051 m x 1,104 m. Efektywna apertura zwierciadła głównego wynosi 1,5 m. Pole widzenia wynosi 8° i jest skierowane pod kątem 85° do osi obrotu satelity. Zwierciadło wtórne ogniskuje promieniowanie mikrofalowe na detektorach dwóch instrumentów naukowych umieszczonych w płaszczyźnie ogniskowej teleskopu. Kriogeniczne temperatury wymagane przez instrumenty osiągane są przez połączenie pasywnego chłodzenia radiacyjnego z zespołem aktywnych chłodziarek kriogenicznych. Chłodzenie przez systemy pasywne obniża temperaturę do około 50 K, a aktywne chłodziarki dalej ją redukują do 20 K (dla instrumentu LFI) i 0,1 K (dla instrumentu HFI). Osłona teleskopu zapewnia jednocześnie ochronę przed rozproszonym światłem i chłodzenie radiacyjne. Trzy zwierciadlane, stożkowate osłony u podstawy modułu ładunku zapewniają izolację termiczną teleskopu i instrumentów od modułu serwisowego.

Krzywizna czasoprzestrzeni - jest to odstępstwo geometrycznych właściwości czasoprzestrzeni od tych, które są opisywane w ramach szczególnej teorii względności.
Bariony – w fizyce cząstek elementarnych rodzina cząstek elementarnych silnie oddziałujących fermionów (o spinie połówkowym). Bariony są podrodziną cząstek silnie oddziałujących nazywanej hadronami. Barionem jest proton czy neutron wspólnie nazywane nukleonami.

W oktagonalnym module serwisowym umieszczone są systemy niezbędne do funkcjonowania satelity. Systemy zasilania magazynują i dystrybuują energię elektryczną. Do kontroli położenia i orbity wykorzystywane są czujniki Słońca i gwiazd oraz silniki rakietowe na hydrazynę. W module serwisowym znajdują się też systemy sterowania, łączności, układy przetwarzania danych obserwacyjnych z instrumentów naukowych oraz te części instrumentów, które nie wymagają chłodzenia. U podstawy modułu serwisowego znajduje się płaski, okrągły panel ogniw słonecznych, który dostarcza energii elektrycznej i jednocześnie osłania całego satelitę przed bezpośrednim światłem słonecznym. System kontroli położenia utrzymuje rotację satelity z prędkością 1 obrotu na minutę, z osią obrotu ustawioną w kierunku Słońca, z odchyleniem nieprzekraczającym 10°.

Topologia (gr. tópos – miejsce, okolica; lógos – słowo, nauka) – jeden z najważniejszych kierunków w matematyce współczesnej. Obiektem jej badań są te własności figur geometrycznych i brył, które nie ulegają zmianie nawet po radykalnym zdeformowaniu tych figur (a więc np. położenie i sąsiedztwo). Własności takie nazywa się własnościami topologicznymi figury.
Aberracja optyczna - wada pojedynczej soczewki, układu optycznego, obiektywu, a także zwierciadła niepłaskiego, polegająca na deformacji uzyskanego obrazu, a w szczególności zniekształceniu, pogorszeniu ostrości lub niepożądanych zmianach chromatycznych. Aberrację zmniejsza się stosując zamiast pojedynczej soczewki zespół soczewek wykonanych z różnych gatunków szkła.

Głównym wykonawcą satelity Planck jest Thales Alenia Space w Cannes, odpowiadający także za konstrukcję modułu ładunku. Głównym wykonawcą modułu serwisowego jest Thales Alenia Space w Turynie. Zwierciadła teleskopu zostały wykonane przez EADS Astrium w Friedrichshafen.

Kelwin – jednostka temperatury w układzie SI równa 1/273,16 temperatury termodynamicznej punktu potrójnego wody, oznaczana K. Definicja ta odnosi się do wody o następującym składzie izotopowym: 0,00015576 mola 2H na jeden mol 1H, 0,0003799 mola 17O na jeden mol 16O i 0,0020052 mola 18O na jeden mol 16O[1].
Gromada galaktyk – skupisko od kilkudziesięciu do kilku tysięcy galaktyk tworzących układ związany grawitacyjnie. Mniejsze ugrupowania nazywane są grupami. Galaktyki w gromadzie galaktyk poruszają się po skomplikowanych torach wokół środka masy gromady, zazwyczaj znajdującego się w pobliżu największych galaktyk w gromadzie. Prędkości galaktyk w małych grupach galaktyk są rzędu 200 km/s, ale rosną do prędkości rzędu 800 km/s w dużych gromadach galaktyk (Becker i in. 2007).

czytaj dalej: [2], [3]

w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)