Планк (космическая обсерватория)

Планк — астрономический спутник Европейского космического агентства, созданный для изучения вариаций микроволнового фона — реликтового излучения, сохранившегося после Большого взрыва. Запущен 14 мая 2009 года с космодрома Куру на борту ракеты-носителя «Ариан-5». Вместе с ним был запущен орбитальный инфракрасный телескоп «Гершель».

Цели 

Миссия имеет широкий спектр научных целей

  • Исследования распределения интенсивности и поляризации реликтового излучения с высоким разрешением.
  • Создание каталога скоплений галактик через эффект Сюняева — Зельдовича.
  • Наблюдения гравитационного линзирования Реликтового излучения, а также комплексного эффекта Сакса-Вольфа.
  • Наблюдения ярких внегалактических радиоисточников (активных галактических ядер) и инфракрасных (галактических пылевых) источников.
  • Наблюдения Млечного Пути, в том числе местной межзвёздной среды, распределения синхротронного излучения и измерения галактического магнитного поля.
  • Изучение Солнечной системы, в том числе планет, астероидов, комет и зодиакального света.

Приемники

Планк оснащен внеосевым телескопом системы Грегори. Главное зеркало имеет размер 1,9 × 1,5 м. Поскольку зеркало наклонено по отношению ко входящему пучку, апертура телескопа остается 1,5 м. Вторичное зеркало имеет размер 1,1 × 1,0 м. Оно фокусирует собранное излучение на два прибора: Низкочастотный приемник (LFI) (30÷70 ГГц или примерно 4÷10 мм) и Высокочастотный приемник (HFI) (100÷857 ГГц или примерно 0,35÷1 мм). Оба прибора могут обнаруживать общую интенсивность и поляризацию фотонов.

Низкочастотный приемник (LFI)

 

Частота
(ГГц)
Полоса пропускания
(Δν / ν)
Разрешение
(arcmin)
Чувствительность (общая интенсивность)
ΔT / T, 14 месяцев наблюдения
(10−6)
Чувствительность (поляризация)
ΔT / T, 14 месяцев наблюдения
(10−6)
30 0,2 33 2,0 2,8
44 0,2 24 2,7 3,9
70 0,2 14 4,7 6,7

 

 

Низкочастотный приемник (LFI) представляет из себя массив из 22 микроволновых радиоприёмников, которые будут функционировать при температуре 20 К (−253 °C). Эти радиометры будут работать в трёх частотных каналах, в интервале между 30 и 70 ГГц. Используются высокочувствительные микроволновые усилители, которые работают так же, как транзисторные радиоприёмники. Транзисторы усиливают сигнал, собранный антенной, а усиленный сигнал затем преобразуется в напряжение. Сигнал на выходе пропорционален температуре объекта. Приёмник спроектирован и изготовлен компанией Elektrobit в Финляндии.

 

Высокочастотный приемник (HFI)

 

Частота
(ГГц)
Полоса пропускания
(Δν / ν)
Разрешение
(arcmin)
Чувствительность (общая интенсивность)
ΔT / T, 14 месяцев наблюдения
(10−6)
Чувствительность (поляризация)
ΔT / T, 14 месяцев наблюдения
(10−6)
100 0,33 10 2,5 4,0
143 0,33 7,1 2,2 4,2
217 0,33 5,5 4,8 9,8
353 0,33 5,0 14,7 29,8
545 0,33 5,0 147 н/д
857 0,33 5,0 6700 н/д

Высокочастотный приемник (HFI) — массив из 54 болометрических детекторов, которые преобразуют принятое излучения в тепло. Количество тепла затем измеряется электрическим термометром, сигнал с которого преобразуется в температуру с помощью компьютера. HFI детекторы будут работать в шести частотных каналах в интервале от 100 до 857 ГГц. Они будут работать практически в точке абсолютного нуля, при температуре −273 °C (то есть, только на одну десятую градуса выше абсолютного нуля).

Запуск и орбита

Был успешно запущен в 13:12 14 мая 2009 года, на борту ракеты «Ариан-5», вместе с космической обсерваторией Гершель. В настоящее время движется по эллиптической орбите (перигей: 270 км, апогей: более 1 120 000 км), в результате чего он должен оказаться у второй точки Лагранжа (L2).

Результаты

26 ноября 2010 года после 15 месяцев работы «Планк» успешно закончил основную часть миссии и перешёл к расширенной части, во время которой спутник продолжит обзор неба до полного исчерпания охлаждающего вещества.

С 10 по 14 января 2011 года в Париже прошла конференция, посвящённая первым научным данным, полученным со спутника. В это же время были опубликованы первые результаты, полученные из наблюдений обсерватории.

Окончательные результаты, полученные в результате миссии, планируется опубликовать в январе 2013 года.