Athena (vesmírná observatoř)

Athena Space Telescope (  Athena , zkratka pro Advanced T elescope for High EN ergy A stropphysics , Advanced Telescope for High Energy Astrophysics ) je rentgenový vesmírný dalekohled plánovaný ke startu v roce 2031 . Patří do druhé třídy velkých misí prováděných Evropskou kosmickou agenturou (ESA) v rámci programu Cosmic Vision [2] [3] [4] . Dalekohled bude dlouhý asi 12 metrů a vážit asi 5 tun. Jeho citlivost by měla být 100krát větší než u nejlepších existujících rentgenových dalekohledů, jako jsou Chandra a XMM-Newton [5] .

Historie a vývoj

Podle původního plánu měl být projekt realizován do roku 2021 společným úsilím NASA , Evropské vesmírné agentury (ESA) a Japonské agentury pro výzkum vesmíru (JAXA). V květnu 2008 vytvořily ESA a NASA koordinační skupinu zahrnující všechny tři agentury, aby prozkoumala společnou misi prostřednictvím sloučení projektů XEUS a Constellation-X . To byl začátek navrhované společné studie Mezinárodní rentgenové observatoře (IXO). Projekt IXO konkuroval dvěma dalším misím, Europa Jupiter System Mission (EJSM) a Laser Interferometer Space Antenna (LISA) [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] .

Dalekohled, který předcházel Atheně, byl kandidátem na misi Cosmic Vision Class L1, ale byl zrušen programem Jupiter Icy Moon Explorer . Samotná Athena je restartem projektu IXO, plánovaného v letech 2008-2011 - konečné rozhodnutí o tom padlo 27. června 2014 [14] . Nyní je to Athena, která byla vybrána jako druhá hlavní mise programu Cosmic Vision [14] . Částečně kvůli odstoupení NASA z projektu IXO v roce 2011 došlo ke změnám v přípravách mise [15] .

Vědecká skupina vznikla do 16. července 2014 [16] Primární vibrační testy křemíku pro optická zrcadla proběhly v srpnu 2014 [17] . V roce 2019 se bude konat zasedání vědeckého výboru programu Evropské vesmírné agentury za účelem úplného přezkoumání a konečného schválení projektu před zahájením výstavby později v tomto roce [5] [18] .

Původně se plánovalo spuštění v roce 2028, v roce 2022 byl termín posunut na rok 2035 [1] .

Cíle a cíle

Dalekohled IXO je navržen tak, aby fungoval minimálně 5 let s předpokládaným výkonem 10 let. Předpokládá se, že vědecká práce s IXO bude probíhat od roku 2021 do roku 2030 [8] .

Hlavním úkolem je studium problematiky "horkého a expandujícího vesmíru" [19] : mapování pohybu struktur horkých plynů, určování jejich fyzikálních vlastností a hledání supermasivních černých děr .

Zvolené vědecké téma "Horký a energetický vesmír" má za cíl odpovědět na otázky astrofyziky : "Co se děje v blízkosti černé díry?" "Jak se obyčejná hmota spojí do rozsáhlých struktur, které dnes vidíme?" "Jak černé díry rostou a tvoří vesmír ?" "Jaký je vztah mezi těmito procesy?"

K vyřešení těchto problémů bude IXO pozorovat oběžné dráhy blízko horizontu událostí černé díry, měřit rychlosti rotace černých děr v několika stovkách aktivních galaktických jader , používat spektroskopii k určení charakteristik prostředí kolem galaktických jader při jejich vrcholné aktivitě; hledání supermasivních černých děr s červeným posuvem z > 10; hledání temné hmoty ve velkorozměrové struktuře Vesmíru pomocí kvasarů na pozadí hmoty a pozorování procesů v galaktickém měřítku pomocí energetické injekce černými dírami [20] [21] [22] [23] .

Orbit

Start nosné rakety Ariane 6 by měl zvednout Athenu v roce 2028 na oběžnou dráhu s vysokou amplitudou kolem Lagrangeova bodu L 2 prostřednictvím směrového zrychlení. L 2 byl vybrán kvůli jeho stabilnímu tepelnému prostředí, dobré viditelnosti na obloze a vysoké účinnosti pozorování. "Athena" je plánována pro každoroční nepřetržité pozorování až 300 bodových nebeských cílů, od půl hodiny do 1 hodiny pro každý, po dobu ne delší než 11 dní [24] .

Optika a přístroje

Athena by měla používat rentgenový dalekohled s ohniskovou vzdáleností 12 m s efektivní plochou ~2 m² při citlivosti 1 keV [2] a dva hlavní přístroje: RTG integrální polní jednotku (X-IFU ) s vysokým rozlišením a středním rozlišením, ale s velkým pozorovacím úhlem širokoúhlý spektrometr (Wide Field Imager, WFI) [24] .

Teleskop bude využívat optiku křemíkových buněk vyvinutou Evropskou kosmickou agenturou, která poskytuje kombinaci velkého zorného pole a vysokého úhlového rozlišení. Každá buňka je Voltairův dalekohled , ale pouze několik mm² v průměru, se dvěma reflektory v každé buňce zaostřující rentgenové paprsky. Celkem by mělo být použito 1,5 milionu buněk. Dalekohled bude postaven jako pole 60mm komerčních křemíkových plátků. [24]

Tento přístroj využívá řadu kryogenem chlazených senzorů s detekčním rozsahem 0,2-12 keV. Celkový pozorovací úhel je 5 úhlových minut [25] .

Tento přístroj je rentgenový spektrometr sestávající z 5 polí tranzistorů s efektem pole s p - přechody a rozsahem detekovaného záření 0,1-15 keV. Jeho centrální čip měří 256 x 256 px a má zorné pole 7,5 úhlových minut. Jeho čtyři vnější pole mají 448 x 640 px a mají pozorovací úhel 40 obloukových minut. [26] [27] : 1,9

Plánované náklady na projekt budou 1 miliarda dolarů nebo 850 milionů eur . [28] .

Poznámky

1. ↑ 12 Athena : Shrnutí mise . ESA (2. května 2022). Staženo: 4. května 2022. (neurčitý)
2. ↑ 1 2 ATHENA  (anglicky)  (odkaz není k dispozici) . ESA (16. června 2015). Získáno 3. října 2015. Archivováno z originálu 16. července 2015.
3. ↑ Nová vize ESA studovat neviditelný vesmír . ESA. Získáno 29. listopadu 2013. Archivováno z originálu 14. října 2018. (neurčitý)
4. ↑ Jonathan Amos. ESA vybírá sondu Juice za 1 miliardu eur k Jupiteru . BBC News Online . BBC (2. května 2012). Získáno 13. 5. 2012. Archivováno z originálu 17. 7. 2018. (neurčitý)
5. ↑ 1 2 Jonathan Amos. Athena: Evropa plánuje obrovský rentgenový vesmírný dalekohled . BBC News Online . BBC (27. června 2014). Datum přístupu: 22. října 2014. Archivováno z originálu 3. října 2014. (neurčitý)
6. ↑ Vyhlášení Mezinárodní rentgenové observatoře (IXO) – NASA . Získáno 5. října 2015. Archivováno z originálu 18. ledna 2017. (neurčitý)
7. ↑ Vyhlášení Mezinárodní rentgenové observatoře (IXO) - ESA . Získáno 5. října 2015. Archivováno z originálu 7. října 2012. (neurčitý)
8. ↑ 1 2 Předložení Mezinárodní aktivity rentgenové observatoře v reakci na panel priorit programu Astro2010 RFI#1 . Získáno 5. října 2015. Archivováno z originálu 28. května 2010. (neurčitý)
9. ↑ IXO Science Performance Requirements na webových stránkách ESA (odkaz není k dispozici) . Archivováno z originálu 12. prosince 2012. (neurčitý) 
10. ↑ IXO - Payload Definition Document (downlink) . Archivováno z originálu 12. prosince 2012. (neurčitý) 
11. ↑ IXO Mission Concept (odkaz není k dispozici) . Archivováno z originálu 12. prosince 2012. (neurčitý) 
12. ↑ Vedení projektu IXO . Získáno 5. října 2015. Archivováno z originálu 2. října 2015. (neurčitý)
13. ↑ Lasota Jean-Pierre. Astronomie na hranicích vědy . - Springer, 2011. - 180 s. — ISBN 9400716583 .
14. ↑ 1 2 ESA Science & Technology: Athena ke studiu horkého a energetického vesmíru (odkaz není k dispozici) . ESA (27. června 2014). Získáno 23. srpna 2014. Archivováno z originálu 3. března 2016. (neurčitý) 
15. ↑ O ATHENĚ (sestupný odkaz) . ESA (2. dubna 2012). Získáno 19. října 2014. Archivováno z originálu 8. prosince 2015. (neurčitý) 
16. ↑ ESA jmenovala vědecký studijní tým (odkaz není dostupný) . Webové stránky ATHENY (16. července 2014). Získáno 19. října 2014. Archivováno z originálu 5. října 2015. (neurčitý) 
17. ↑ Vibrační testování modulu křemíkové optiky (nepřístupný odkaz) . ESA (19. srpna 2014). Získáno 19. října 2014. Archivováno z originálu dne 3. března 2016. (neurčitý) 
18. ↑ Jacob Aron. Největší rentgenové oko ve vesmíru pro lov horkých kosmických objektů . New Scientist (30. června 2014). Získáno 22. října 2014. Archivováno z originálu 15. července 2014. (neurčitý)
19. ↑ ESA spustí v roce 2028 novou observatoř za 1 miliardu dolarů . RIA Novosti (30. září 2015). Získáno 1. října 2015. Archivováno z originálu 5. října 2015. (Ruština)
20. ↑ Černé díry s hvězdnou hmotností a jejich předci, J. Miller et al. . Datum přístupu: 5. října 2015. Archivováno z originálu 27. května 2010. (neurčitý)
21. ↑ Evoluce kup galaxií napříč kosmickým časem, M. Arnaud et al. . Datum přístupu: 5. října 2015. Archivováno z originálu 27. května 2010. (neurčitý)
22. ↑ The Missing Baryons in the Milky Way and Local Group, Joel N. Bregman et al. . Datum přístupu: 5. října 2015. Archivováno z originálu 27. května 2010. (neurčitý)
23. ↑ Cosmic Feedback from Supermassive Black Holes, Andrew C. Fabian et. al. . Datum přístupu: 5. října 2015. Archivováno z originálu 27. května 2010. (neurčitý)
24. ↑ 1 2 3 ESA Science & Technology: ATHENA . ESA (19. srpna 2014). Datum přístupu: 19. října 2014. Archivováno z originálu 16. července 2015. (neurčitý)
25. ↑ Integrální polní jednotka X-ray (X-IFU) (nedostupný odkaz) . webové stránky ATHENA. Získáno 19. října 2014. Archivováno z originálu 5. října 2015. (neurčitý) 
26. ↑ Wide Field Imager (WFI) (odkaz není k dispozici) . webové stránky ATHENA. Získáno 19. října 2014. Archivováno z originálu 5. října 2015. (neurčitý) 
27. ↑ A. Rau. The Wide Field Imager (WFI) pro Athena+ (DOCX)  (nedostupný odkaz) (19. října 2014). Získáno 19. října 2014. Archivováno z originálu 5. října 2015. (neurčitý)
28. ↑ Zpráva o technické a programové revizi ATHENA (stahovací odkaz) . ESA (28. února 2012). Získáno 13. května 2012. Archivováno z originálu dne 20. června 2013. (neurčitý) 

Odkazy

• Popis projektu na webu ESA  (anglicky)
• Athena Observatory // Ruská služba BBC , červen 2014
• Největší dalekohled na světě ukáže "rentgen" vesmíru // RIA Novosti , 30.6.2014