Tag Archives: космически телескоп

Наука в Европейската космическа агенция


В петък в нашата обсерватория направи семинар Маркус Кислер-Патиг (Markus Kissler-Patig; https://en.wikipedia.org/wiki/Markus_Kissler-Patig). Той дълги години работеше в ЕСО, после я напусна за да стане директор на обсерваторията „Джемини“, върна се за известно време в ЕСО и от около година завежда отдела за космическа наука в Европейската космическа агенция (ЕКА; https://www.esa.int). Този отдел се занимава с автоматичните научно-изследователски апарати на ЕКА, включително космическите телескопи.

Маркус описа как „работи“ ЕКА, каква е организационната ѝ структура, с какво се занимава той самият, за минали, настоящи и бъдещи космически апарати. Зададохме му много въпроси, просрочихме почти двойно стандартната едночасова продължителност – толкова беше интересно.

Ето някой от по-интересните теми, обсъждани на семинара и в последвалата дискусия (за конкретни космически апарати няма да разказвам – тази информация е лесно достъпна в Интеренет):

– ЕКА по същество планира научно-изследователските си мисии веднъж на десетилетие. Процесът започва с покана към научната общност да изпрати т. нар. white papers. Ето няколко примера:

https://arxiv.org/abs/1910.10092

https://arxiv.org/abs/1908.10977

https://arxiv.org/abs/1910.08376

(pdf са достъпни през връзка горе в дясно).

Те приличат на научни статии, но не са. Става дума по-скоро за есета, в които учените се опитват да предскажат две неща. Първото, разбора се е които въпроси ще са важни за науката след 10-20-30 години. Второ е да се предскаже с разумна степен на сигурност как ще се развият технологиите, защото от това зависи на които от споменатите важни въпроси ще бъде възможно да се отговори след 10-20-30 години. Интервалът от 1-3 десетилетия се определя от времето, необходимо за проектирането и построяването на един космически папрат, както и времето, необходимо за да се съберат наблюденията (ако става дума за космически телескоп) или за да се стигне до обекта на изследване (когато става дума за комета или планета в Слънчевата система).

В момента тече кампания за паниране на космическите мисии на ЕКА за периода до 2050 година

– космическия телескоп „Гая“ (Gaia; https://sci.esa.int/web/gaia) в момента е астрономическата мисия с най-голямо значение за науката. За последната година тя изпревари космическия телескоп „Хъбъл“ с около 1200 срещу 600-800 цитата годишно. Ако не сте чували за Гая, не се се изненадвайте – тя е космически телескоп, предназначен за астрометрия – най-общо казано това е раздел от астрономията, който се занимава с точно измерване на положенията на звездите (https://ru.wikibooks.org/wiki/%D0%90%D1%81%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BD%D0%BE%D0%BC%D0%B8%D1%8F/%D0%90%D1%81%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BC%D0%B5%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%8F). Астрометрията е важна, защото ни дава средства за измерване на разстоянията до звездите, които пък са важни за да разберем по-добре самите звезди, което пък е важно за да разберем много други неща – като се почне от фундаменталната ядрена и атомна физика и се стигне до получаването на оценка за опасността от някоя близка свръхнова…

„Гая“ не е толкова известна на широката публика, защото не получава красиви картинки като „Хъбъл“. Обемът от данни, които „Гая“ генерира е прекалено голям и данните се обработват с компютър на борда на космическия апарат, до земята достигат само каталози.

– ЕКА, както и ЕСО, са кооперативни организации на множество страни (22 и 16, съответно; България не е член и на двете). Организационно те не са част от Европейския Съюз (ЕС), въпреки че мнозинството от членовете им са в ЕС.

Между ЕКА И ЕСО има интересни паралели. Те са създадени за да направят възможни проекти, които не са възможни в рамките на финансирането за научни изследвания за една отделна страна, било то Германия, Франция Великобритания. Както ЕСО спря строителството на национални 4- и 8-метрови телескопи в страните членки (но съществуващите 4-/-8-метрови телескопи продължават да се експлоатират и да се строят нови 1-/2-метрови телескопи), така и ЕКА спря строителството на национални ракети носители в своите страни-членки. И в двата случа се строят нови големи телескопи (ЕЛТ; https://www.eso.org/sci/facilities/eelt/) и нови големи ракети (Ариана-6; https://www.eso.org/sci/facilities/eelt/), но те са резултат на международно сътрудничество.

В същото време обаче и ЕСО и ЕКА оставят строителството на инструментите, които се слагат на телескопите (камери, спектрографи, полариметри) или на космически станции (мас-спектрометри, камери, броячи на частици и т.н.). на консорциуми, които в повечето случаи обхващат няколко университета в една или в две-три страни).

– Културата на сътрудничеството научната общност, която ползва „услугите“ на ЕКА не е толкова развита както в ЕСО. С други думи, астрономите, които ползват наземни телескопи са по-склонни да си сътрудничат, отколкото астрономите или по-общо казано физиците, които ползват космически апарати (които не са непременно телескопи, тук се включват и станции за измерване in-situ на условията на други планети). Може само да се правят предположения защо е така. Едно от най-очевидните обяснения е свързано с продължителностите на космическите мисии – 10-30 години е почти охваща дължината на една професионална кариера.

За да организира човек екип, който да създаде космически апарат на стойност половин или един милиард евро, за да спечели конкурс с още десетина подобни екипа, трябва да се е утвърдил като учен и организатор. В най-добрия случай това съответства на 30-40-годишна възраст. И човек работи по една мисия когато е на 30-40 години, може и да се пенсионира преди мисията да е донесла резултати. С други думи, залогът е много голям, влаганите години са дълго и е естествено, че хората, които работят по тези мисии претендират за правото лично да извлекат максимума от науката, която проектите ще донесат, лично да направят големите открития, които „техният“ апарат прави възможни.

За сравнение, наземните астрономически проекти рядко изискват повече от десетилетие и болшинството астрономически уреди, дори най-сложните не са по-скъпи от пет или десет милиона евро. „Гая“ (която бе изстреляна през 2013 година) в момента е единствена мисия по рода си и едва ли през следващия половин век ще друга има подобна (предната астрометрична мисия HIPPARCOS, също на ЕКА, бе изстреляна през 1989 година; https://sci.esa.int/web/hipparcos), За разлика от нея, на земята има много обсерватории и човек може да постави уникалния си инструмент за този или на онзи телескоп (поучителна е историята на UltraCam, която обходи някои от най-големите телескопи в света; https://arxiv.org/abs/0704.2557)

Повече за ЕКА може да се намери на тяхната страница:

http://www.esa.int/About_Us/ESA_Publications/ESA_Publications_Brochures/(archive)/0

Leave a comment

Filed under astronomy, астрономия, наука, science

Астрономия на живо – конференция посветена търсенето на екзо-планети с космическата обсерватория Кеплер


11.11.2013: Конференцията свърши, но видео записи на докладите са достъпни на: http://nexsci.caltech.edu/conferences/KeplerII/agenda.shtml

От понеделник, 4.11.2013, в изследователския център на НАСА Аймс (http://en.wikipedia.org/wiki/NASA_Ames), в Калифорния, тече втората конференция, посветена на резултатите от работата на космическия телескоп Кеплер (http://en.wikipedia.org/wiki/Kepler_%28spacecraft%29).
Конференцията може да се наблюдава на живо: https://connect.arc.nasa.gov/kepler
Програмата на конференцията е достъпна тук: http://nexsci.caltech.edu/conferences/KeplerII/agenda.shtml

Кеплер е предназначен да търси планети около други звезди по метода на планетарните пасажи (http://en.wikipedia.org/wiki/Methods_of_detecting_extrasolar_planets#Transit_method) – ако една планета при движението си по орбитата между нас звездата, около която обикаля, блясъкът на звездата ще намалее. В зависимост от параметрите на планетата и на звездата ефектът може да бъде както няколко процента от блясъка на звездата, така и няколко милионни от него. В Слънчева система подобни пасажи има например Венера – именно по време на такъв пасаж Ломоносов е открил, че Венера притежава атмосфера.
От техническа гледна точка Кеплер е 1.4-метров телескоп, който наблюдава поле от приблизително 10 на 10 градуса, с камера, снабдена с 42 CCD матрици. Телескопът беше изстрелян на 7.03.2009 и до 11.05.2013, когато се повреди един от жироскопите в системата за ориентация, той изправно наблюдаваше близо 150 хиляди звезди в съзвездието Лебед. Безпрецедентната му точност позволи да открие близо три хиляди планети-кандидати, обикалящи около две хиляди звезди. Съвсем малка част от тях е потвърдена със спектроскопични наблюдения, но предварителни те оценки говорят, че около осемдесет процента от кандидатите са истински планети. Потвърждаването им е технически в възможно и е въпрос на телескопно време.
Резултатите на Кеплер са твърде много за да ги обясня или дори само да ги изброя тук. Безспорно един от най-важните е, че около двадесет процента от звездите, подобни на слънцето, имат планети в т.нар. обитаема зона. „Обитаема зона“ е условно наименование за интервала от разстояния между звездата и планетата, в който равновесната температура на планетата позволява наличието на вода в течна форма (а не под формата на пара или лед!) на повърхността на планетата. Границите на обитаема зона са размити – те зависят както от параметрите на звездата (главно температура и светимост – т.е. колко е гореща и колко е ярка), но и от параметрите на самата планета. Примерно, една по-масивна планета с плътна атмосфера би могла да поддържа по-висока температура на повърхността си, отколкото една по-малко масивна планета – за сметка на парниковия ефект. С други думи, ако Марс беше по-масивен, може би все още щеше да има атмосфера и океани, въпреки че е по-далече от земята. Някои астрономи включват в дефиницията на обитаема зона и други параметри, като например ултравиолетова и рентгенова радиация на звездата (защото подобна радиация има свойството да стерилизира повърхността на планетата), но според мен това е ефект от по-висок порядък.
Преди две години аз бях на първата конференция за Кеплер, но други ангажименти ми попречиха да отида на тази и сега се възползвам от услугата на организаторите, да слушам докладите в реално време. Това започна да става традиция на конференциите през последните една-две години и се надявам и по-нататък да е така. Не на последно място, защото по този начин науката става достъпна за несравнимо по-широка аудитория.

Любопитен факт – един от водещите участници в проекта Кеплер е българинът Димитър Съселов, професор в Харвард.

PS В края на днешния ден предстои доклад на Франк Дрейк, бащата на СЕТИ: „Kepler and Its Impact on the Search forExtraterrestrial Intelligence“

Leave a comment

Filed under астрономия, космонавтика, наука, science