Lomonosov: első eredmények

Lomonosov: első eredmények

Mikhail Panasyuk
"Trinity Option" 19 (213), 2016. szeptember 20

Műholdas "Lomonosov"

A Mikhailo Lomonosov-műholdat 2016. április 28-án indították el az új orosz Vostochnyi kozmodromtól egy napszinkron pályára, mintegy 500 km-es tengerszint feletti magasságig, és több mint négy hónapig tudósították a Földet. A műholdon végzett kísérletek szerint Mikhail PanasyukDoktor Phys.-Mat. Sci., Igazgató, Nukleáris Fizikai Intézet, MSU, vezető. Űrkutatási Tanszék INP MSU, vezető. Földtani Fizika Tanszék, Moszkvai Állami Egyetem.

Mikhail Panasyuk

A Moszkvai Állami Egyetem kutatói által létrehozott "Lomonosov" – a többi szervezet munkatársaival együtt – tanulmányoznia kell a legnehezebb jelenségeket a világegyetemben – a rendkívül nagy energiájú kozmikus sugarak (CLEAR, 1019 eV), gamma-sugár robbanások a korai világegyetemben, amely az asztrofizikai folyamatokban a legerősebb energia kibocsátással jár együtt, valamint az energiatartalmú részecskék hatása a Föld közelébe földön. Ezenkívül a műholdon felszerelnek egy eszközt, amely szimulálja az emberi vizuális berendezés korrekcióját szélsőséges térben – szinte semmilyen gravitációval.

Az elmúlt hónapokban a fejlesztők tudományos felszerelést teszteltek, optimalizálják a szoftver módját. Mostanáig a készülékek tesztelése befejeződik, a tervezett tudományos tanulmányok megkezdődnek. Érdekes eredményeket kaptak azonban a műholdas művelet első hónapjaiban teszt üzemmódban. Ezek alapul szolgálnak további kísérletek megtervezéséhez.

CLPVE és tranziens fényjelenségek

A műhold több érzékelőt telepített a kozmikus részecskék és a sugárzás regisztrálásához, amelyet a Moszkvai Állami Egyetem tudósai hoztak létre hallgatókkal, végzős hallgatókkal és egyetemi tanárokkal egyetemben, és kettőt – külföldi kollégákkal együttműködve. A műhold űrplatformját a VNIIEM JSC szakemberei fejlesztették ki a Kanopus soros platform alapján, MSU szakemberek aktív részvételével.

Orbitális teleszkóp TUS (TRekowo FFA készlet) az első műszer, melynek célja a KLEHE nyomvonalainak regisztrálása a Föld légkörében egy mesterséges műholdról. A kozmikus részecskék nyomai – az ultraibolya ultraibolya (UV) villanások nyomon követése, amely a CLEAR-től a tíz kilométeres tengerszint feletti magasságú levegő atomoktól származó másodlagos részecskék kaszkádából ered.Valójában a TUS orbitális teleszkóp óriási célpontként alkalmazza bolygónk légkörét, amelyben a CLARP interakciós folyamat zajlik. Ezáltal jelentősen növelhető a hatékony látóterület (összehasonlítva például a földi telepítésekkel). Ezen túlmenően a nadródot célzó TUS távcső más különböző gyors légköri folyamatok rögzítésére is képes, amelyek UV-sugárzást mutatnak. Közülük a jól ismert villámcsapások, és eddig rosszul tanulmányozták az úgynevezett átmeneti jelzéseket (sprites, elfek, kék fúvókák, óriás fúvókák stb.). Már az első szelektív mérések a teszt üzemmódban elegendően nagy mennyiségű hasznos információt halmoztak fel mind a légköri jelenségekre, mind pedig a műhold műholdas működésére.

Ábra. 2. Átmeneti UV-fény események térképe a Föld légkörében a TUS távcső első három hónapjának adatai alapján

A TUS távcső egyik működési módjában a Föld légkörében nagy erőteljes UV-fénnyel lehetett regisztrálni, amely több egységből száz milliszekundumig tart. Általánosságban sokan kapcsolódnak a zivatar területek közepes és alacsony szélességi és adniegyidejű jel a műszer teljes látómezőjében a kibocsátott lumineszcencia szóródása miatt a felhőkbe (2.

Ábra. 3.1. Példák a Föld légkörében lévő UV-sugárzásokra, komplex térbeli és időbeli struktúrával

A legérdekesebb események egy komplex téridős struktúra, amely további részletes tanulmányok tárgyát képezi. Nyilvánvalóan a felettébb felhő magas légköri átmeneti fényjelenségek (az úgynevezett elfek, sprites) osztályába tartoznak. Az ilyen események példáit az 1. ábrán mutatjuk be. 3. Érdekes megjegyezni, hogy a rádiófrekvenciás világítási hálózatok világhálózatának adatai szerint ezeknek az eseményeknek némelyikében a megfigyelési körzetben nem mutatkozott zivatar tevékenység. Ez a tény kétségbe vonhatja a légkör alsó rétegeiben a légköri elektromosság fokozásával kapcsolatos generációjuk modelljét. A közeljövőben az események tipológiája és az adatok összehasonlítása a földi hálózatokkal villámgyorsítás és más kísérletek rögzítésére kerül sor.

Ez a fajta ultraibolya villanás a Föld légkörében egyrészt nemkívánatos hátteret jelent a TUS távcső fő feladata (a CLAWE regisztrálása) során,másrészt a kísérlet elvégzésének különálló tényleges célja – a fizikai természetük tisztázása.

Ábra. 3.2. Az UV-sugárzások földrajzi elhelyezkedése a Föld légkörében, összetett térbeli és időbeli struktúrával

Gamma-robbanások és a Föld sugárzási övjei

Gammasugaras robbanások esetén szörnyű energia szabadul fel – több mint 1053 erg / s Ez ugyanolyan, mint egy szupernóva-robbanás, de egy másodperc alatt. A gamma-sugár robbanásainak (a CELP gyorsulásával együtt) továbbra is a modern asztrofizika rejtélyei maradnak. Úgy vélik, hogy forrásaik nagyon messze vannak, úgynevezett kozmológiai távolságok, és összefüggenek a hatalmas csillagok összeomlásával. A gamma-robbanások jellegének megértése érdekében az optikai és gamma tartományokban egyidejű megfigyelések nagyon fontosak. Mostanáig csak az optikai utóhegesztés, vagyis az interstelláris tápközeg reakciója volt lehetséges a robbanás során bekövetkező lengéshullámon keresztül. Rendkívül nehéz a "befogni" az optikai sugárzást közvetlenül a gammasugárzás pillanatában, mivel előre ismeretlen, hogy a világegyetem melyik régiója származik.Lomonosov az első olyan orosz többhullámú megfigyelőrendszer, amely a gamma tartománytól az optikaiig terjedő tárgyak sugárzását képes érzékelni. E célból a Lomonosov olyan műszereket telepített, amelyek lehetővé teszik az ilyen szokatlan jelenségek sugárzásának mérését széles hullámhossz-tartományban.

Ez elsősorban a BDRG gamma-spektrométerre vonatkozik (Bzár Detektorov Pentgen-Damma), biztosítva a gamma-sugárzás nagy időbeli felbontással és érzékenységgel történő regisztrálását. Ugyanakkor a BDRG speciális triggerjelet ad az SHOK széles látószögű optikai távcsövekhez (Wirokopolnye Ohpticheskie Kamers), amellyel megemlékezik az égési terület optikai képét, ahol a túlfeszültség történt. Ráadásul ez a készülék lehetővé teszi, hogy meghatározza a gammasugaras burst forrásának az égbolt helyét, és gyorsan továbbítsa az információkat a globális hálózathoz a földi távcsövek erre a célra történő célzására.

Eddig hat kozmikus gamma-robbanás kozmológiai jellegű, valamint öt gamma-robbanás az SGR magnetarból (Sgyakran GAmma Repeater) 1935 + 2154 – egy gyorsan forgó neutroncsillag egy nagyon erős mágneses térrel (kb15 G). Különös figyelmet érdemel a GRB160802 hullámzása, amelynek időprofilját az 1. ábrán mutatjuk be. 4.Ezt a kitörést az időprofil több csúcsának jelenléte jellemzi, amely a robbanás során felmerült relativisztikus héjak összeütközése lehet. Mindezek az események szerepelnek a NASA által létrehozott világkönyvtár adatbázisában.

Ábra. 4. A Lomonosov-műholdon rögzített egyik gamma-robbanás

Az utóbbi időben az ICECube földi telepítésén dolgozó, az Antarktiszon folytatott együttműködés bejelentette az asztrofizikai neutrínók felrobbanásának regisztrálását. A BDRG eszköz használatával becslést kaptunk a gamma-sugárzás fluxusának felső határáról a kísérletben rögzített nagy energiájú neutrínóforrásról.

Az asztrofizikai események mellett a BDRG készülék regenerálta a gamma-sugárzást számos napfénytől, valamint a relativisztikus és a szubrilativisztikus energiák mágnesfehér elektronainak számos kitörését (a bremsstrahlung röntgensugárzásnak megfelelően).

Különös figyelmet érdemel az a közös kísérlet kezdete, amely a Föld "Lomonoszov" sugárzási övének elektronainak csapadékos megfigyeléseit és a BARREL (Balloon Array a monitorozáshoz Relativistic Electron LOsses).

A BARREL nemzetközi együttmûködés léggömböket indít az aurális szélességi körzetekben (ma Svédországi Kirunából), hogy tanulmányozzák a fizikai mechanizmusokatami a Föld mágneses csapdájába (sugárzási övek) és a bolygónk légköréhez való kölcsönhatásból eredő elektronok veszteségéhez vezet (a relativisztikus energiákig). Az együttes kísérletek célja a csapadékrészecskék tulajdonságainak egyidejű mérése nagy és alacsony magasságokban (a Lomonoszov pályára és a BARREL léggömbök Kiruna régióbeli pályájára).

A töredezett részecskék mérését Lomonosovon három eszköz segítségével végzik el – BDRG, DEPRON (Dozimetr Eelektronok, Rakétavédelemhangok, Hneutronok) és az ELFIN-L (Electron Lox és Fields INmaradvány a Lomonosov), amely a Föld sugárzási övének részecskéinek széles spektrumát fedezi, spektrális és szögletes jellemzőik magas időbeli felbontással – milliszekundumokban és így tovább. A BARREL és a Lomonosov együttes kísérleteinek során már megtalálták a kicsapódó elektronok áramlásának finom időbeli szerkezetére vonatkozó egyedi adatokat, amelyek fényt deríthetnek az egyedülálló jelenség természetközelítésére a közeli térben.

Az alapvető kozmofizikai problémák megoldása mellett az egyik "sugárzás" eszköz – a DEPRON – biztosítja a Föld közelében lévő sugárzási helyzet ellenőrzését.Két félvezető detektálására töltött részecskék, valamint a két számláló a lassú neutronok, ez a készülék lehetővé teszi, hogy regisztrálja folyik protonok, elektronok, neutronok és, valamint az elnyelt sugárdózis az úton „egyetem” járat. Adatokkal együtt más eszközök nyomon a sugárzási helyzet létre a Atomfizikai Intézet Moszkvai Állami Egyetem és telepített más műholdak (LEO – sorozat „Meteor” – és geostacionárius „Power”), az adatok „Lomonoszov” lesz fontos eleme az egységes rendszerét sugárzás monitoring közelében külső tér.

Ábra. 5. A DEPRON készülék által rögzített sugárzási ráta az orbitális repülésre

Tovább eszköz „Lomonoszov” – UFFO (Ultra Fast Fostorcsapás Observatory). Ez egy 20 hüvelykes UV teleszkóp, elven működő adaptív optika és vezérli a ravaszt a benne elhelyezett széles látószögű röntgen kamera. A feladat a röntgen detektor – rögzíti az irányt és időzítése átmeneti röntgen és ezt az információt, hogy közvetlen UV teleszkóp UFFO annak forrását.Jelenleg a szoftver valós idejű repülési körülmények között történő ellenőrzése véget ér.

Mozgás betegség mikrogravitációban

A Lomonosszov fedélzetén újabb kísérlet során extrém jelenségek is vizsgálódnak, de ezúttal az űrbiológia és a fiziológia területén. IMISS-1 eszköz (ésnstitut Mathematic ésnéhány tanulmány Chamis CA rendszer) lehetővé teszi a gyorsulás rögzítését és elemzését a műholdas orbitális repülési körülmények között.

A tanulmány fő célkitűzései az úgynevezett mozgássérüléssel kapcsolatosak a mikrogravitációban, amelyek egyik megnyilvánulása az, hogy késleltetik egy ember űrrepülésének tekintetét. Lehetőség van a leírt jelenség leküzdésére speciális eszközzel – egy néző stabilizátorral. A korrektor jeleket az astronauták mozgásának függvényében alakítják ki, az inerciális mikromechanikus érzékelők jelzései szerint, és a galvain stimulációjukat a vestibularis készülék primer afferens neuronjaihoz továbbítják.

Az IMISS-1 kísérlet során meg kell vizsgálni, hogy az érzékelők jellemzői hogyan változtak az űrrepülési körülmények között a talajvizsgálati adatokhoz képest. Jelenleg az adatok statisztikai elemzés céljából felhalmozódnak. Állítólag adatokat kell szereznie a mikrohullámmérők műszeres hibáiról az orbitális repülés során. Ebből a célból az érzékeny tömegek mikroterhelésének értékeit a pályán lévő adatok jelenlétében és a műholdas szögsebesség szabványos érzékelőinek mérésénél fogják használni.

A Moszkvai Állami Egyetemen létrehozott térinformációs központ továbbra is fogadja és feldolgozza az információkat a Lomonosov műholdról.

A projekt helyszíne


Like this post? Please share to your friends:
Vélemény, hozzászólás?

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