Diit.cz - Novinky a informace o hardware, software a internetu

Gaia: 1 000Mpix vesmírné oko startuje za dva roky, bude mapovat Mléčnou dráhu i ve 3D

Gaia
Zatímco život Hubbleova teleskopu se pomalu chýlí ke konci (žádná další servisní mise k němu již nepoletí, neboť raketoplány právě v těchto dnech končí) a na teleskop Jamese Webba si počkáme ještě více než 5 let, meziobdobí vyplní svojí vlastní vesmírnou lodí se dvěma výkonnými teleskopy Evropská vesmírná agentura (ESA). Jejím srdcem bude matice CCD snímačů dávající celkové rozlišení jedné miliardy pixelů…

Již dávno je na orbitě kolem Země poměrně těsno a ač třeba Hubble visí "hodně vysoko", stále to není ideální stav, kdy astronomové chtějí mít teleskop umístěn pokud možno tam, kde není vůbec žádné světelné rušení z okolních zdrojů. I proto bude teleskop Jamese Webba upíchnut někdy v letech 2017/2018 v Lagrangeově bodu L2 soustavy Slunce-Země (tj. na "odvrácené straně" Země vůči slunci, a to ve vzdálenosti 1,5 miliónu kilometrů - srovnejte s orbitou Hubbleova teleskopu ~559 km), kam bude v roce 2013 vynesena i vesmírná loď Gaia (a sice na specifickou Lissajovu orbitu kolem L2 soustavy Slunce-Země, která mimo jiné zajistí udržení lodi v potřebné pozici bez nutnosti korekcí pomocí pohonu - tuto metodu používalo již více sond v minulosti, sluší se zmínit například Wilkinson Microwave Anisotropy Probe měřící fluktuace reliktního záření).

Systémy lodi

Gaia: schéma

Srdcem Gaia bude vedle dvou identických teleskopů (1,45×0,5 m, ohnisková vzdálenost 35 m; na snímače bude obraz dopravován soustavou celkem pěti zrcadel) celkem 106 oddělených snímačů typu CCD, které společně dají rozlišení 1 miliardy pixelů.

Gaia: zrcadlo M1 Gaia: zrcadlo M2 Gaia: zrcadlo M4 Gaia: zrcadlo M5

Gaia s nimi bude mapovat naši galaxii. Zatímco lidské oko dokáže na jasné noční obloze rozeznat zhruba několik tisíc hvězd, Gaia jich svými snímači z velké vzdálenosti od světelného rušení Země či Měsíce uvidí během své mise zhruba miliardu v naší galaxii a jejích sousedech. Mise potrvá pět let a bude kromě jiného měřit i jas hvězd, spektrální charakteristiky plus samozřejmě polohu a pohyb.

Gaia: schéma optické části
Gaia: osazování CCD Gaia: osazování CCD Gaia: osazování CCD

Výrobou CCD snímačů byla pověřena britská společnost e2v Technologies. Snímače o rozměrech 4,7×6 cm jsou co do tloušťky tenčí než lidský vlas. Inženýři z nich v současné době ve francouzském Toulose (ve firmě Astrium France) sestavovali a ladili matici o celkových rozměrech 0,5×1,0 m. Připravit takovou baterii snímačů pro misi, ke které žádný raketoplán s náhradními díly a partou astronautů nikdy nepoletí, není pochopitelně legrace.

Gaia: podpůrná struktura CCD

Většinu května strávili umísťováním CCD snímačů na podpůrnou strukturu a spojováním do celku, kde mezi snímači je milimetrová mezera. To vše samozřejmě v absolutně čistém prostředí, z čehož plynulo i tempo prací osazení 4 CCD snímačů za den. Spojování bylo dokončeno 1. července.

Gaia: schéma

Hlavní pole nese 102 snímačů pro detekci hvězd, čtyři další jsou vyhrazeny pro ověřování kvality obrazu teleskopu (2 na každý teleskop) a také stability nastaveného úhlu 106,5 ° mezi oběma teleskopy, což je stěžejní pro pořizování stereoskopických fotografií. Citlivost snímačů přitom bude při misi zvyšovat udržování na pracovní teplotě -110 °C. Objekty vstupující do zorného pole Gaia nejprve projdou přes jeden ze dvou "mapovačů oblohy" skládajících se ze 7 snímačů každý - ty identifikují, který z teleskopů objekt zachytil a předají potřebná data zbytku systému. Vlastní astrometické pole vyhrazené pro měření pak nese 62 CCD snímačů, jej pak doplňuje dvojice fotometrů (oba po 14 CCD snímačích) pro vlnové délky 320-660 nm (modrý fotometr) a 650-1000 nm (červený fotometr). Zbývajících 12 CCD snímačů nese název Radial Velocity Spectrograph, ty se starají o měření spektra všech objektů jasnějších 17. magnitudy.

Gaia: SCS750 PowerPC od Maxwell Technologies

Zpracování dat bude mít na starosti mimo jiné počítač SCS750 PowerPC od Maxwell Technologies, jehož srdcem je trojice procesorů IBM PowerPC. Jako centrální počítač je použit ERC-32, radiaci odolná 32bitová RISC architektura vyvíjená společností Atmel právě pro vesmírné mise. Využívá instrukční sadu Sparc v7.

Gaia: montáž Gaia: montáž Gaia: montáž Gaia: montáž Gaia: test rozevření slunečního štítu

Většina zbytku lodi, tedy vlastní konstrukce a podpůrná struktura nesoucí CCD čipy, je vyrobena z karbidu křemíku, sloučeniny křemíku a uhlíku s vysokou tvrdostí (používá se mimo jiné jako brusný materiál či náhražka diamantu) a nízkou hmotností. Celá struktura s CCD snímači váží pouhých 20 kg.

Cíle mise a realizace

Výsledkem mise bude to, že díky celému spektru dílčích měření, prováděných současně i stereoskopicky, budeme schopni odhalit složení, formaci a evoluční vývoj Mléčné dráhy díky vzorkům 1 % jejích hvězd. Kromě toho Gaia nasnímá i řadu dalších těles, ať již menších v naší galaxii, či vzdálenějších galaxií a kvasarů až na hranici pozorovatelného vesmíru.

Nicméně to je ještě relativně daleko. Gaia startuje až za dva roky. Tuto loď o celkové hmotnosti 2,03 tuny vynese na její pozici ruská raketa Sojuz-FG (mimochodem spadající do rodiny R-7 vyvinuté v 50. letech pod vedením Sergeje Koroljova), která již léta úspěšně vynáší náklad i posádky k ISS. Gaia je nástupcem sondy Hipparcos z konce 80. let, která se pohybovala na geostacionární dráze kolem Země.

Zdroje: 

David Ježek

Dlouholetý zdejší redaktor (2005-2017), příznivec open-source rád píšící i o ne-IT tématech. Odpůrce sw patentů a omezování občanských svobod ve prospěch korporací. Fanoušek Asimova, Kinga, Feynmana, Sudka, 70mm filmu, sf/vf filmu, Fomapanu 400, starých dobrých her, 99% čokolády, indické kuchyně, domácího kváskového chleba a řady dalších věcí.

více článků, blogů a informací o autorovi

Diskuse ke článku Gaia: 1 000Mpix vesmírné oko startuje za dva roky, bude mapovat Mléčnou dráhu i ve 3D

Čtvrtek, 14 Červenec 2011 - 02:41 | Ivan Kapustik | Inak prvé 3D fotky našej galaxie sa robili práve...
Čtvrtek, 14 Červenec 2011 - 02:35 | Ivan Kapustik | Táto uhlová zmena polohy hviezdy za pol roka sa...
Čtvrtek, 14 Červenec 2011 - 02:31 | Ivan Kapustik | Astronomické 3D fotky sa robia štandardne z...
Středa, 13 Červenec 2011 - 08:40 | xvasek | On je dobrý pořád, ale je málo využívaný. Nedávno...
Úterý, 12 Červenec 2011 - 15:07 | HKMaly | Pritom ten napad znovupouzitelneho stroje byl...
Úterý, 12 Červenec 2011 - 15:05 | HKMaly | 3D? Jak presne si predstavuji ten 3D snimek...
Pondělí, 11 Červenec 2011 - 22:57 | Liibo | jojo, http://www.astro.cz/apod/archivepix.html...
Pondělí, 11 Červenec 2011 - 22:25 | Jirka1 | Na to není potřeba další generace raketoplánů,...
Pondělí, 11 Červenec 2011 - 19:19 | zx cygnus | Už aby z toho byly na webu pořádné fotky ke...
Pondělí, 11 Červenec 2011 - 16:23 | Max Power | Však odtoho by měla být nová generace, aby buď...

Zobrazit diskusi