Телескоп на воздушном шаре
Телескоп на воздушном шаре — это тип воздушного телескопа , суборбитальный астрономический телескоп , который подвешивается под одним или несколькими стратосферными шарами-зондами, что позволяет поднимать его над нижней, плотной частью атмосферы Земли . Преимущество этого заключается в улучшении предела разрешения телескопа при гораздо меньших затратах, чем в случае космического телескопа . Это также позволяет наблюдать диапазоны частот, которые блокируются атмосферой. [1]
История
[ редактировать ]Телескопы на воздушных шарах использовались для наблюдения из стратосферы с момента « Стратоскопа I» в 1957 году. запуска [2] С тех пор на воздушных шарах было поднято множество различных инструментов для наблюдения в инфракрасном, микроволновом, рентгеновском и гамма-диапазонах. Эксперимент BOOMERanG , проводившийся в 1997–2003 гг. [3] и MAXIMA , совершавшие полеты в 1998 и 1999 годах, [4] были использованы для картирования космического микроволнового фонового излучения .
Недостатки
[ редактировать ]Телескопы на воздушных шарах имеют недостаток: относительно малая высота и время полета всего несколько дней. Однако их максимальная высота около 50 км намного превышает предельную высоту авиационных телескопов, таких как Воздушная обсерватория Койпера и Стратосферная обсерватория инфракрасной астрономии , предельная высота которых составляет 15 км. [1] [5] Несколько телескопов на воздушных шарах совершили аварийную посадку, что привело к повреждению или разрушению телескопа.
Шар закрывает зенит от телескопа, но очень длинный подвес может уменьшить это расстояние до 2 °. Телескоп должен быть изолирован от движения стратосферных ветров, а также от медленного вращения и маятникового движения воздушного шара. Стабильность азимута можно поддерживать с помощью магнитометра , а также гироскопа или системы отслеживания звезд для краткосрочных поправок. Трехосное крепление обеспечивает лучший контроль над движением трубки, состоящее из оси азимута, угла места и поперечного угла места. [5]
Миссии
[ редактировать ]| Имя | Активный | Описание и назначение |
|---|---|---|
| Стратоскоп I | 1957–59 | 12-дюймовый телескоп, прикрепленный к полиэтиленовому шару. [2] Это был первый астрономический телескоп на воздушном шаре. [6] Он сделал фотографические изображения Солнца, демонстрирующие особенности грануляции. В 1959 году он совершил повторный полет, на этот раз с телевизионным передатчиком. [2] |
| Стратоскоп II | 1963–71 | 36-дюймовый телескоп с тандемной системой баллонов. [2] |
| ЭТО | 1973–76 | Инфракрасный телескоп, используемый для наблюдений протяженных источников, включая свечение атмосферы OH, зодиакальный свет и центральную область галактики. [7] |
| НАЙМЫ | 1991–98 | Спектрометр высокого разрешения для исследования гамма-излучения и жесткого рентгеновского излучения от солнечных вспышек и галактических источников. В нем использовалась группа германиевых детекторов, охлаждаемых жидким азотом. [8] |
| БУМЕРАНГ эксперимент | 1997–2003 | Микроволновой телескоп с криогенными детекторами, который использовался в длительных полетах над Антарктикой . Он использовался для картирования космического микроволнового фонового излучения (CMBR). [3] |
| МАКСИМА | 1998–99 | Микроволновой телескоп с криогенным приемником, который использовался для измерения CMBR. [4] |
| ГЕРОЙ | 2001–10 | Телескоп жесткого рентгеновского излучения, который успешно летал с 2001 года, но разбился в 2010 году, уничтожив телескоп. [9] |
| ВЗРЫВ | 2003– | Субмиллиметровый телескоп с апертурой 2 м. Он был разрушен во время третьего полета, но был восстановлен и совершил четвертый полет в 2010 году. [10] |
| ИНФОКМС | 2004– | Телескоп жесткого рентгеновского излучения с диаметром 49 см. 2 зона сбора. [11] |
| HEFT | 2005 | Телескоп жесткого рентгеновского излучения, использующий оптику скользящего падения. [12] |
| Восход | 2009– | Ультрафиолетовый телескоп диаметром 1 м со стабилизацией изображения и адаптивной оптикой для наблюдения за Солнцем. [13] |
| ПоГОЛайт | 2011– | Телескоп для поляризованных жестких рентгеновских лучей и мягких гамма-лучей. [14] |
| Паук | 2015– | Субмиллиметровый телескоп в поисках первичных гравитационных волн. [15] |
| СуперБИТ | 2015– | Широкоугольный телескоп с диапазоном от ближнего ИК до ближнего УФ-диапазона, оптически ограниченный дифракцией, картографирующий распределение темной материи в скоплениях галактик с помощью слабого линзирования . [16] |
Будущие миссии
[ редактировать ]
НАСА планирует 1 декабря 2024 года запустить крупнейшую в истории аэростатную обсерваторию с 400-футовым воздушным шаром и 2,5-метровым телескопом дальнего инфракрасного диапазона. [17] ASTHROS (Астрофизический стратосферный телескоп для наблюдений с высоким спектральным разрешением на субмиллиметровых волнах) будет запущен из Антарктики и, как предполагается, продлится четыре недели. Его главное зеркало состоит из девяти панелей и имеет диаметр 8,2 фута (2,5 метра). Оптика производится итальянским производителем Media Lario. Воздушный шар может достичь высоты 130 000 футов (40 километров). [18]
Полностью надутый гелиевый шар объемом 40 миллионов кубических футов будет иметь ширину около 400 футов (150 метров). На данный момент лучшая оценка веса обсерватории, включая гондолу, солнечные панели, антенну, научные приборы и системы связи, составляет около 5500 фунтов (2500 килограммов). Детекторы телескопа необходимо охладить до 4 Кельвинов с помощью криокулера, питаемого электричеством от солнечных батарей. Одна из главных научных целей ASTHROS — предоставить новую информацию о звездной обратной связи в Млечном Пути и других галактиках — процессе, в котором звезды либо ускоряют, либо замедляют образование новых звезд в своей галактике. ASTHROS станет первой миссией, которая проведет спектрометрию с высоким спектральным разрешением в нескольких определенных длинах волн света и идентифицирует два конкретных иона азота, которые образуются в результате процессов, управляющих звездной обратной связью. В качестве возможной цели ASTHROS будет наблюдать TW Hydrae . [19]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Китчин, Кристофер Р. (2003). Астрофизические методы (4-е изд.). ЦРК Пресс . п. 83. ИСБН 0-7503-0946-6 .
- ^ Jump up to: а б с д Кидд, Стивен (17 сентября 1964 г.). «Астрономические воздухоплавания: программа Стратоскоп» . Новый учёный . 23 (409): 702–704 . Проверено 28 февраля 2011 г.
- ^ Jump up to: а б Маси, С. (2002). «Эксперимент БУМЕРАНГ и кривизна Вселенной». Прогресс в области физики элементарных частиц и ядерной физики . 48 (1): 243–261. arXiv : astro-ph/0201137 . Бибкод : 2002ПрНП..48..243М . дои : 10.1016/S0146-6410(02)00131-X . S2CID 16998444 .
- ^ Jump up to: а б Рабии, Б.; и др. (июль 2006 г.). «МАКСИМА: Эксперимент по анизотропии космического микроволнового фона на воздушном шаре». Обзор научных инструментов . 77 (7): 071101. arXiv : astro-ph/0309414 . Бибкод : 2006RScI...77g1101R . дои : 10.1063/1.2219723 . S2CID 16803721 .
- ^ Jump up to: а б Ченг, Цзинцюань (2009). Принципы устройства астрономических телескопов . Библиотека астрофизики и космических наук. Том. 360. Спрингер. стр. 509–510. ISBN 978-0-387-88790-6 .
- ^ Циммерман, Роберт (2010). Вселенная в зеркале: сага о телескопе Хаббл и мечтателях, построивших его . Издательство Принстонского университета . п. 18. ISBN 978-0-691-14635-5 .
- ^ Хофманн, В.; Лемке, Д.; Тум, К. (май 1977 г.). «Поверхностная яркость центральной области Млечного Пути на уровне 2,4 и 3,4 микрона». Астрономия и астрофизика . 57 (1–2): 111–114. Бибкод : 1977A&A....57..111H .
- ^ Боггс, ЮВ; и др. (октябрь 2002 г.). «Летные испытания электроники распознавания формы импульса (PSD) на воздушном шаре и характеристик фоновой модели полезной нагрузки HIREGS». Ядерные приборы и методы в физических исследованиях . Секция А. 491 (3): 390–401. Бибкод : 2002NIMPA.491..390B . дои : 10.1016/S0168-9002(02)01228-7 .
- ^ Малик, Тарик (29 апреля 2010 г.). «Огромный научный воздушный шар НАСА разбился в австралийской глубинке» . space.com . Проверено 28 февраля 2011 г.
- ^ Девлин, Марк. «Субмиллиметровый телескоп с большой апертурой на воздушном шаре: домашняя страница» . взрывной эксперимент . Архивировано из оригинала 3 июня 2011 г. Проверено 28 февраля 2011 г.
- ^ Тюллер, Дж.; и др. (2005). «Телескоп жесткого рентгеновского изображения InFOCμS» . Экспериментальная астрономия . 20 (1–3): 121–129. Бибкод : 2005ExA....20..121T . дои : 10.1007/s10686-006-9028-3 . S2CID 122127514 .
- ^ Чен, К.М. Хьюберт; и др. (сентябрь 2006 г.). «Полетные характеристики фокусирующего телескопа высокой энергии, установленного на воздушном шаре». Бюллетень Американского астрономического общества . 38 : 383. Бибкод : 2006HEAD....9.1812C .
- ^ Шмидт, В.; и др. (июнь 2010 г.). «ВОСХОД Впечатления от успешного научного полета». Астрономические Нахрихтен . 331 (6): 601. Бибкод : 2010AN....331..601S . дои : 10.1002/asna.201011383 .
- ^ «PoGOLite: домашняя страница» . Архивировано из оригинала 20 апреля 2014 г. Проверено 11 июня 2015 г.
- ^ Крилл, БП; Аде, Пенсильвания; Баттистелли, ES (2008). Ошманн-младший, Якобус М; Де Граау, Маттеус В.М.; МакИвен, Ховард А. (ред.). «ПАУК: крупномасштабный поляриметр реликтового излучения на воздушном шаре». Космические телескопы и приборы 2008: оптические, инфракрасные и миллиметровые . 7010 . ШПАЙ: 70102P. arXiv : 0807.1548 . Бибкод : 2008SPIE.7010E..2PC . дои : 10.1117/12.787446 . S2CID 7924096 .
- ^ Ромуальдес, Л. Хавьер; Бентон, Стивен Дж.; Браун, Энтони М.; Кларк, Пол; Дамарен, Кристофер Дж.; Эйфлер, Тим; Фрайсс, Орельен А.; Галлоуэй, Мэтью Н.; Гилл, Аджай; Хартли, Джон В.; Холдер, Брэдли (01 марта 2020 г.). «Надежное широкоугольное изображение NIR-NUV с ограничением дифракции со стратосферных платформ-зондов - ввод в эксплуатацию научного телескопа SuperBIT и его характеристики». Обзор научных инструментов . 91 (3): 034501. arXiv : 1911.11210 . дои : 10.1063/1.5139711 . hdl : 10852/82931 . ISSN 0034-6748 . ПМИД 32259997 . S2CID 215409662 .
- ^ «Миссия НАСА будет изучать космос с помощью стратосферного шара» . Лаборатория реактивного движения . 23 июля 2020 г. Проверено 26 июля 2020 г.
- ^ «Миссия НАСА по стратосферному воздушному шару получила телескоп с гигантским зеркалом - НАСА» . НАСА. 29 июня 2022 г. Проверено 8 января 2024 г.
В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе . - ^ «АСТРОС — Лаборатория реактивного движения НАСА» . Лаборатория реактивного движения НАСА (JPL) . Проверено 8 января 2024 г. В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
