Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Международный исследователь ультрафиолета
International Ultraviolet Explorer.gif
ИменаПроводник 57
SMEX / IUE
IUE
ОператорНАСА / ЕКА / SERC
COSPAR ID1978-012A
SATCAT нет.10637
Интернет сайтЕКА Наука и технологии
Архив НАСА IUE
Свойства космического корабля
Масса полезной нагрузки672 кг (1482 фунта)
Начало миссии
Дата запуска17:36:00, 26 января 1978 г. (UTC) ( 1978-01-26T17: 36: 00Z )
РакетаДельта 2914
Конец миссии
УтилизацияСписан
Деактивировано30 сентября 1996 г. (UTC) ( 1996-09-30Z )
Параметры орбиты
Справочная системагеостационарная орбита
Высота перигея26000 км (16000 миль)
Высота апогея42000 км (26000 миль)
Период24 часа
Главный
ТипОтражатель Ричи-Кретьена Кассегрена
Диаметр45 см (18 дюймов)
Фокусное соотношениеf / 15
Длины волнУльтрафиолет от 115 до 320 нм
Инструменты
Спектрограф Echelle от 115 до 198 нм Спектрограф Echelle от
180 до 320 нм
Монитор потока кремниевых частиц с дрейфом лития [1]
Знаки отличия прежней миссии IUE
Унаследованные знаки отличия ESA для миссии IUE
←  ISEE-1
HCMM  →
 

International Ultraviolet Explorer , ( ИЭГ ) (ака Explorer , 57 ) был астрономической обсерваторией спутника в основном разработан , чтобы ультрафиолетовые спектры . Спутник был совместным проектом НАСА , Совета научных исследований Великобритании и Европейского космического агентства (ЕКА) . Миссия была впервые предложена в начале 1964 года группой ученых из Соединенного Королевства и была запущена 26 января 1978 года на борту ракеты НАСА Delta.. Срок службы миссии изначально был установлен на 3 года, но в итоге он продлился почти 18 лет, при этом спутник был остановлен в 1996 году. Отключение произошло по финансовым причинам, в то время как телескоп все еще работал с почти исходной эффективностью.

Это была первая космическая обсерватория, которой в реальном времени управляли астрономы, посетившие наземные станции в Соединенных Штатах и Европе . Астрономы провели с помощью IUE более 104 000 наблюдений за объектами от тел Солнечной системы до далеких квазаров . Среди важных научных результатов, полученных на основе данных IUE, были первые крупномасштабные исследования звездных ветров , точные измерения того, как межзвездная пыль поглощает свет, и измерения сверхновой SN1987A, которые показали, что она бросает вызов теориям звездной эволюции в их нынешнем виде. Когда миссия закончилась, он считался самым успешным астрономическим спутником за всю историю. [2]

История [ править ]

Мотивация [ править ]

Человеческий глаз может воспринимать свет с длиной волны от примерно 350 (фиолетовый) и 700 (красный) нанометров . Ультрафиолетовый свет имеет длину волны примерно от 10 нм до 350 нм. Ультрафиолетовый свет может быть вредным для человека и сильно поглощается озоновым слоем . Это делает невозможным наблюдение ультрафиолетового излучения астрономических объектов с земли. Однако многие типы объектов испускают обильное количество УФ-излучения: самые горячие и самые массивные звезды во Вселенной могут иметь достаточно высокую температуру поверхности, чтобы подавляющая часть их света излучалась в УФ-диапазоне. Активные ядра галактик , аккреционные диски и сверхновыевсе они излучают сильное УФ-излучение, и многие химические элементы имеют сильные линии поглощения в УФ-диапазоне, поэтому поглощение УФ-излучения межзвездной средой является мощным инструментом для изучения ее состава.

УФ-астрономия была невозможна до космической эры , и некоторые из первых космических телескопов были УФ-телескопами, предназначенными для наблюдения за этой ранее недоступной областью электромагнитного спектра . Одним из особых успехов стала вторая орбитальная астрономическая обсерватория , на борту которой было несколько 20-сантиметровых УФ-телескопов. Он был запущен в 1968 году и провел первые УФ-наблюдения 1200 объектов, в основном звезд. [3] Успех OAO-2 побудил астрономов задуматься о более крупных полетах.

Зачатие [ править ]

Оболочка блока управления и индикации для спутника International Ultraviolet explorer, хранящаяся в Центре Стивена Ф. Удвар-Хейзи .

Орбитальный ультрафиолетовый спутник, который в конечном итоге стал миссией IUE, был впервые предложен в 1964 году британским астрономом Робертом Уилсоном . [4] Европейская организация космических исследований планировали Большой астрономический спутник , и стремилась предложения от астрономического сообщества для своих целей и дизайна. Уилсон возглавил британскую команду, которая предложила ультрафиолетовый спектрограф , и его конструкция была рекомендована к принятию в 1966 году.

Однако проблемы с управлением и перерасход средств привели к отмене программы LAS в 1968 году. [4] Команда Уилсона уменьшила свои планы и представила более скромное предложение в ESRO, но оно не было выбрано, поскольку спутник Cosmic Ray получил приоритет. Вместо того, чтобы отказаться от идеи орбитального УФ-телескопа, они отправили свои планы администратору НАСА Лео Голдбергу , и в 1973 году планы были одобрены. Предложенный телескоп был переименован в International Ultraviolet Explorer . [4] [5]

Дизайн и цели [ править ]

Телескоп с самого начала проектировался для работы в режиме реального времени, а не дистанционно. Для этого требовалось, чтобы он был запущен на геостационарную орбиту, то есть на орбиту с периодом 23 часа 56 минут, равным одному звездному дню . Спутник, находящийся на такой орбите, остается видимым из данной точки на поверхности Земли в течение многих часов за раз и, таким образом, может передавать данные на одну наземную станцию ​​в течение длительного периода времени. Большинство космических обсерваторий на околоземной орбите, например космический телескоп Хаббла, находятся на низкой орбите, на которой они проводят большую часть своего времени, работая автономно, потому что только небольшая часть поверхности Земли может видеть их в данный момент. Хаббл, например, вращается вокруг Земли на высоте около 600 км, в то время как геостационарная орбита имеет среднюю высоту 36 000 км.

Помимо обеспечения непрерывной связи с наземными станциями, геостационарная орбита также позволяет непрерывно просматривать большую часть неба. Поскольку расстояние от Земли больше, Земля занимает гораздо меньшую часть неба, если смотреть со спутника, чем с низкой околоземной орбиты.

Запуск на геосинхронную орбиту требует гораздо больше энергии для данного веса полезной нагрузки, чем запуск на низкую околоземную орбиту . Это означало, что телескоп должен был быть относительно небольшим, с главным зеркалом 45 см и общим весом 312 кг. [6] Хаббл, для сравнения, весит 11,1 тонны и имеет зеркало 2,4 м. Самый большой наземный телескоп Gran Telescopio Canarias имеет главное зеркало диаметром 10,4 м. Зеркало меньшего размера означает меньшую светосилу и меньшее пространственное разрешение по сравнению с зеркалом большего размера.

Заявленными целями телескопа в начале миссии были: [7]

  • Получение спектров высокого разрешения звезд всех спектральных классов для определения их физических характеристик.
  • Изучение газовых потоков в двойной звездной системе и вокруг нее.
  • Для наблюдения слабых звезд, галактик и квазаров с низким разрешением, интерпретируя эти спектры со ссылкой на спектры с высоким разрешением.
  • Наблюдать спектры планет и комет
  • Проводить многократные наблюдения за объектами с переменным спектром
  • Изучить модификацию звездного света, вызванную межзвездной пылью и газом.

Строительство и инженерия [ править ]

Ядро научной аппаратуры IUE. Труба телескоп и Навес возвышаются над точкой поворота опорной подставки, камеры чуть ниже, а некоторые из зеркал и дифракционных решеток находятся в нижней части. Коробка, выходящая из средней точки сборки, закрывает расположение гироскопов космического корабля.
Упрощенная оптическая схема телескопа

Телескоп был построен в рамках совместного проекта NASA, ESRO (которое в 1975 году стало ESA ) и Совета по науке и инженерным исследованиям Великобритании . SERC предоставила камеры Vidicon для спектрографов, а также программное обеспечение для научных инструментов. ЕКА предоставило солнечные батареи для питания космического корабля, а также наземный объект наблюдения в Виллафранка-дель-Кастильо , Испания. НАСА предоставило телескоп, спектрограф и космический корабль, а также пусковые установки и вторую наземную обсерваторию в Гринбелте, штат Мэриленд, в Центре космических полетов Годдарда .

Согласно соглашению о создании проекта, время наблюдений будет разделено между участвующими агентствами: 2/3 - НАСА, 1/6 - ЕКА и 1/6 - Совету научных исследований Великобритании.

Зеркало [ править ]

Зеркало телескопа представляло собой отражатель типа Ричи-Кретьена , имеющий гиперболическое главное и вторичное зеркала. Первичный диаметр был 45 см. Телескоп был разработан для получения высококачественных изображений с полем зрения в 16 угловых минут (примерно половина видимого диаметра Солнца или Луны). Главное зеркало было изготовлено из бериллия , а вторичное - из плавленого кварца - материалов, выбранных из-за их легкого веса, умеренной стоимости и оптического качества.

Инструменты [ править ]

Полностью собранный ИУЭ с телескопической трубкой сверху и выдвинутой солнечной панелью

Аппаратура на борту состояла из датчиков высокой погрешности (FES), которые использовались для наведения и наведения телескопа, спектрографа высокого и низкого разрешения , а также четырех детекторов.

Было два датчика высокой погрешности (FES), и их первой целью было изображение поля зрения телескопа в видимом свете. Они могли обнаруживать звезды до 14-й величины , что примерно в 1500 раз слабее, чем можно увидеть невооруженным глазом с Земли. Изображение было передано на наземную станцию, где наблюдатель будет проверять, что телескоп указывает на правильное поле, а затем фиксирует точный объект, который нужно наблюдать. Если бы наблюдаемый объект был слабее 14-й звездной величины, наблюдатель направил бы телескоп на видимую звезду, а затем применил бы «слепые» смещения, определенные по координатам объектов. Точность наведения обычно была лучше 2 угловых секунд для слепых смещений [8]

Полученные изображения FES были единственной возможностью телескопа для получения изображений; для УФ-наблюдений он записывал только спектры . Для этого он был оснащен двумя спектрографами. Они назывались коротковолновым спектрографом и длинноволновым спектрографом и охватывали диапазоны длин волн от 115 до 200 нанометров и от 185 до 330 нм соответственно. Каждый спектрограф имел режимы высокого и низкого разрешения со спектральным разрешением 0,02 и 0,6 нм соответственно. [9]

Спектрографы могли использоваться с любой из двух апертур. Большая апертура представляла собой щель с полем зрения примерно 10 × 20 угловых секунд; меньшая апертура представляла собой круг диаметром около 3 угловых секунд. Качество оптики телескопа было таким, что точечные источники появлялись примерно в 3 угловых секунды в поперечнике, поэтому использование меньшей апертуры требовало очень точного наведения и не обязательно улавливало весь свет от объекта. Поэтому чаще всего использовалась большая апертура, а меньшая - только тогда, когда большее поле зрения содержало нежелательное излучение от других объектов. [9]

Для каждого спектрографа было по две камеры, одна из которых была основной, а вторая резервной на случай выхода из строя первой. Камеры получили названия LWP, LWR, SWP и SWR, где P означает простое число, R - резервное, а LW / SW - длинноволновое / коротковолновое. Камеры были телевизионными камерами , чувствительными только к видимому свету, а свет, собранный телескопом и спектрографом, сначала попадал на преобразователь УФ-видимого. Это было цезий - теллур катод, который был инертен при воздействии видимого света, но которые издавали электроны при столкновении с УФ - фотонами за счетом фотоэффекта. Затем электроны были обнаружены телекамерами. Сигнал может быть интегрирован в течение многих часов, а затем передан на Землю по окончании экспозиции. [6]

Миссия [ править ]

Дельта 2914 запускает космический корабль IUE 26 января 1978 г. с мыса Канаверал.

Запустить [ редактировать ]

IUE был запущен с мыса Канаверал , Флорида, на ракете "Дельта" 26 января 1978 г. [10] Он был запущен на переходную орбиту , с которой его бортовые ракеты вывели его на запланированную геостационарную орбиту. Орбита была наклонена на 28,6 ° к экватору Земли и имела эксцентриситет орбиты 0,24, что означает, что расстояние спутника от Земли варьировалось от 25 669 км до 45 887 км. [6] линия путь был первоначально сосредоточен на долготе примерно на 70 градусов W.

Ввод в эксплуатацию [ править ]

Первые 60 дней миссии были обозначены как период ввода в эксплуатацию. Это было разделено на три основных этапа. Во-первых, как только его инструменты были включены, IUE наблюдал небольшое количество высокоприоритетных объектов, чтобы гарантировать, что некоторые данные были получены в случае раннего отказа. Первый спектр звезды Eta Ursae Majoris был получен для калибровки через три дня после запуска. [10] Первые научные наблюдения были нацелены на объекты, включая Луну , планеты от Марса до Урана , горячие звезды, включая Эта Киля , холодные звезды-гиганты, включая Эпсилон Эридани , кандидата в черные дыры.Cygnus X-1 и галактики, включая M81 и M87 . [11] [12] [13] [14] [15]

Затем системы космического корабля были испытаны и оптимизированы. Телескоп был сфокусирован, и были протестированы основная и резервная камеры в обоих каналах. Было обнаружено, что камера SWR не работала должным образом, и поэтому камера SWP использовалась на протяжении всей миссии. Первоначально эта камера страдала от значительного электронного шума, но это было связано с датчиком, который использовался для юстировки телескопа после запуска. После выключения этого датчика камера работала, как и ожидалось. [10] Затем камеры были отрегулированы для достижения наилучших характеристик, а также были оценены и оптимизированы характеристики поворота и направления телескопа [16]

Наконец, были изучены и охарактеризованы качество изображения и спектральное разрешение, а характеристики телескопа, спектрографов и камер были откалиброваны с использованием наблюдений за хорошо известными звездами . [16]

После того, как эти три фазы были завершены, 3 апреля 1978 года началась «обычная фаза» операций. Операции по оптимизации, оценке и калибровке были далеки от завершения, но телескоп был достаточно хорошо понят, чтобы можно было начать обычные научные наблюдения. [16]

Использование [ править ]

Комета IRAS – Араки – Алкока была седьмой кометой, открытой в 1983 году. Этот рисунок объединяет изображение FES, показывающее ее диффузный хвост, и длинноволновый избыточный (LWR) спектр, изображающий молекулярные эмиссионные линии серы (S 2 ) и гидроксила (OH). .

Использование телескопа было разделено между НАСА, ЕКА и SERC примерно пропорционально их относительному вкладу в строительство спутника: две трети времени было предоставлено НАСА, а по одной шестой - ЕКА и SERC. Телескопическое время было получено за счет подачи предложений, которые рассматривались ежегодно. Каждое из трех агентств рассматривало заявки отдельно на отведенное ему время наблюдения. [17] Астрономы любой национальности могли подать заявку на получение времени в телескоп, выбрав то агентство, в которое они хотели бы обратиться.

Если астроному было предоставлено время, то, когда его наблюдения были запланированы, он отправился бы на наземные станции, которые управляли спутником, чтобы они могли видеть и оценивать свои данные по мере их получения. Этот режим работы сильно отличался от большинства космических объектов, для которых данные берутся без ввода данных в реальном времени от соответствующего астронома, и вместо этого напоминал использование наземных телескопов.

Наземная поддержка [ править ]

На протяжении большей части своего существования телескоп работал в трех восьмичасовых сменах каждый день: две с наземной станции США в Центре космических полетов Годдарда в Мэриленде и одна с наземной станции ЕКА в Вильянуэва-де-ла-Каньяда недалеко от Мадрида . [18] Из-за своей эллиптической орбиты космический корабль проводил часть каждого дня в поясах Ван Аллена , в течение которых научные наблюдения страдали от более высокого фонового шума. Это время приходилось на вторую смену в США каждый день и обычно использовалось для калибровочных наблюдений и «домашнего хозяйства» космических аппаратов, а также для научных наблюдений, которые можно было проводить с коротким временем воздействия. [19]

Трансатлантическая передача обслуживания дважды в день требовала телефонного контакта между Испанией и США для координации перехода. Наблюдения между станциями не координировались, поэтому астрономы, вступившие в должность после передачи, не знали, куда будет указывать телескоп, когда начнется их смена. Иногда это означало, что смены наблюдений начинались с длительного маневра наведения, но позволяли максимальную гибкость в планировании блоков наблюдения.

Передача данных [ править ]

Данные передавались на Землю в режиме реального времени по окончании каждого научного наблюдения. Считывание камеры сформировало изображение размером 768 × 768 пикселей, а аналого-цифровой преобразователь привел к динамическому диапазону 8 бит. [6] Затем данные были переданы на Землю через один из шести передатчиков на космическом корабле; четыре были передатчиками S-диапазона , размещенными в таких точках вокруг космического корабля, что независимо от его положения, один мог передавать на землю, и два были передатчиками VHF , которые могли поддерживать более низкую полосу пропускания, но потребляли меньше энергии, а также передавали во всех направлениях. Передатчики VHF использовались, когда космический корабль находился в тени Земли и, таким образом, полагался на батарею, а не на солнечную энергию. [20]

При нормальных операциях наблюдатели могут удерживать телескоп на месте и ждать приблизительно 20 минут, пока данные будут переданы, если им нужна возможность повторить наблюдение, или они могут повернуться к следующей цели и затем начать передачу данных на Землю, пока наблюдение за следующей целью.

Переданные данные использовались только для «беглого просмотра», а полная калибровка была проведена позже сотрудниками IUE. Затем астрономы отправили свои данные на магнитной ленте по почте, примерно через неделю после обработки. С даты наблюдения у наблюдателей был шестимесячный период собственности, в течение которого только они имели доступ к данным. Через полгода он стал достоянием общественности. [21]

Научные результаты [ править ]

Карта наблюдений IUE на проекционной карте всего неба.

IUE позволил астрономам впервые увидеть ультрафиолетовое излучение многих небесных объектов и был использован для изучения различных объектов, от планет Солнечной системы до далеких квазаров. За время его существования сотни астрономов наблюдали с помощью IUE, а в течение первого десятилетия его работы было опубликовано более 1500 научных статей, рецензируемых на основе данных IUE. Обсуждению результатов IUE посвящено девять симпозиумов Международного астрономического союза . [22]

Солнечная система [ править ]

Наблюдались все планеты Солнечной системы, кроме Меркурия ; телескоп не мог указать на какую-либо часть неба в пределах 45 ° от Солнца, а наибольшее угловое расстояние Меркурия от Солнца составляет всего около 28 °. Наблюдения Венеры IUE показали, что количество оксида серы и диоксида серы в ее атмосфере значительно снизилось в течение 1980-х годов. [23] Причина этого снижения еще не до конца понятна, но одна из гипотез состоит в том, что большое извержение вулкана внесло соединения серы в атмосферу, и что они уменьшаются после окончания извержения. [24]

Комета Галлея достигла перигелия в 1986 году, и ее интенсивно наблюдали с помощью IUE, а также большого количества других наземных и спутниковых миссий. УФ - спектры были использованы для оценки скорости , при которой кометах потерянной пыль и газ, а ИЭГ наблюдение позволили астрономам оценить , что в общей сложности 3 × 10 8 тонн в воде выпаривают из кометы во время его прохождения через внутреннюю часть Солнечной систему. [25]

Звезды [ править ]

Некоторые из наиболее значительных результатов IUE были получены при исследовании горячих звезд . Звезда, температура которой превышает 10 000 К, излучает большую часть своего излучения в УФ-диапазоне, и поэтому, если ее можно изучать только в видимом свете, теряется большой объем информации. Подавляющее большинство всех звезд холоднее Солнца , но более горячая часть включает массивные, очень светящиеся звезды, которые выбрасывают огромное количество вещества в межзвездное пространство, а также белые карлики , которые являются конечной стадией звездной эволюции для подавляющее большинство всех звезд, которые в момент образования имеют температуру до 100 000 К.

IUE обнаружил множество белых карликов-компаньонов звезд главной последовательности . Примером такой системы является Сириус , и в видимом диапазоне длин волн звезда главной последовательности намного ярче, чем белый карлик. Однако в УФ-свете белый карлик может быть ярче или ярче, поскольку его более высокая температура означает, что он излучает большую часть своего излучения на этих более коротких длинах волн. В этих системах белый карлик изначально был более тяжелой звездой, но потерял большую часть своей массы на более поздних этапах своей эволюции. Двойные звезды - единственный прямой способ измерить массузвезд, по наблюдениям за их орбитальным движением. Таким образом, наблюдения двойных звезд, в которых два компонента находятся на таких разных стадиях звездной эволюции, можно использовать для определения взаимосвязи между массой звезд и тем, как они развиваются. [26]

Звезды с массой примерно в десять раз больше массы Солнца и выше имеют мощный звездный ветер . Солнце теряет около 10 -14 солнечных масс в год в своем солнечном ветре , который движется со скоростью примерно 750 км / с, но массивные звезды могут терять в миллиард раз больше материала каждый год при ветрах, движущихся на несколько тысяч километров. в секунду. Эти звезды существуют несколько миллионов лет, и за это время звездный ветер уносит значительную часть их массы и играет решающую роль в определении того, взорвутся ли они как сверхновые или нет. [27]Эта потеря массы звезды была впервые обнаружена с помощью ракетных телескопов в 1960-х годах, но IUE позволил астрономам наблюдать очень большое количество звезд, что позволило провести первые надлежащие исследования того, как потеря массы звезды связана с массой и светимостью. [28] [29]

SN 1987A [ править ]

В 1987 году звезда в Большом Магеллановом Облаке взорвалась как сверхновая . Это событие, получившее обозначение SN 1987A , имело огромное значение для астрономии, так как это была самая близкая к Земле известная сверхновая и первая видимая невооруженным глазом со времен звезды Кеплера в 1604 году - до изобретения телескопа . Возможность изучить сверхновую звезду настолько внимательно, насколько это было возможно раньше, вызвала интенсивные кампании наблюдений на всех основных астрономических объектах, и первые наблюдения IUE были сделаны примерно через 14 часов после открытия сверхновой. [30]

Данные IUE использовались для определения того, что звезда-прародитель была синим сверхгигантом , тогда как теория строго ожидала появления красного сверхгиганта . [31] На изображениях космического телескопа Хаббла была обнаружена туманность, окружающая звезду-прародитель, состоящую из массы, потерянной звездой задолго до того, как она взорвалась; Исследования IUE этого материала показали, что он был богат азотом , который образуется в цикле CNO - цепи ядерных реакций, производящей большую часть энергии, излучаемой звездами, намного более массивными, чем Солнце. [32] Астрономы пришли к выводу, что звезда была красным сверхгигантом и сбросила большое количество вещества в космос, прежде чем превратилась в синий сверхгигант и взорвалась.

Межзвездная среда [ править ]

IUE широко использовался для исследования межзвездной среды . ISM обычно наблюдается, глядя на источники фона, такие как горячие звезды или квазары ; Межзвездное вещество поглощает часть света от фонового источника, поэтому его состав и скорость могут быть изучены. Одним из ранних открытий IUE было то, что Млечный Путь окружен огромным ореолом горячего газа, известным как галактическая корона . [33] Горячий газ, нагретый космическими лучами и сверхновыми , простирается на несколько тысяч световых лет выше и ниже плоскости Млечного Пути. [34]

Данные IUE также имели решающее значение для определения того, как пыль от дальних источников влияет на свет вдоль линии обзора. Это межзвездное поглощение влияет почти на все астрономические наблюдения , и его корректировка - первый шаг в большинстве анализов астрономических спектров и изображений. Данные IUE использовались, чтобы показать, что внутри галактики межзвездное поглощение может быть хорошо описано несколькими простыми уравнениями. Относительное изменение экстинкции с длиной волны мало меняется в зависимости от направления; изменяется только абсолютное количество абсорбции. Межзвездное поглощение в других галактиках аналогичным образом можно описать довольно простыми «законами». [35] [36] [37]

Активные галактические ядра [ править ]

IUE значительно расширил понимание астрономами активных ядер галактик (AGN). До своего запуска 3C 273 , первый известный квазар, был единственным AGN, которое когда-либо наблюдалось в УФ-диапазоне. С IUE УФ-спектры AGN стали широко доступны.

Одной из конкретных целей была NGC 4151 , ярчайшая сейфертовская галактика . Вскоре после запуска IUE группа европейских астрономов объединила время своих наблюдений, чтобы неоднократно наблюдать за галактикой и измерять изменения во времени ее УФ-излучения. Они обнаружили, что вариации в УФ-диапазоне были намного больше, чем для оптических и инфракрасных длин волн. Наблюдения IUE использовались для изучения черной дыры в центре галактики, масса которой оценивается в 50–100 миллионов раз больше массы Солнца. [38] УФ-излучение изменялось в течение нескольких дней, что означает, что область излучения составляла всего несколько световых дней в поперечнике. [22]

Наблюдения квазаров использовались для исследования межгалактического пространства. Облака газообразного водорода между Землей и данным квазаром будут поглощать часть его излучения на длине волны Лайман-альфа . Поскольку облака и квазар находятся на разных расстояниях от Земли и движутся с разными скоростями из-за расширения Вселенной , спектр квазаров имеет «лес» абсорбционных характеристик на длинах волн короче, чем его собственное излучение Лайман-альфа. До IUE наблюдения этого так называемого леса Лайман-альфа ограничивались очень далекими квазарами, для которых красное смещениевызванный расширением Вселенной, привел к оптическим длинам волн. IUE позволил изучить более близкие квазары, и астрономы использовали эти данные, чтобы определить, что в ближайшей Вселенной меньше водородных облаков, чем в далекой Вселенной. Подразумевается, что со временем эти облака превратились в галактики. [39]

Завершение миссии [ править ]

IUE был рассчитан на минимальный срок службы три года и имел расходные материалы, достаточные для пятилетней миссии. Однако он прослужил намного дольше, чем требовала его конструкция. Случайные сбои оборудования вызывали трудности, но были изобретены новаторские методы их преодоления. Например, космический корабль был оборудован шестью гироскопами.для стабилизации космического корабля. Последовательные их отказы в 1979, 1982, 1983, 1985 и 1996 годах в конечном итоге оставили космический корабль с единственным функциональным гироскопом. Управление телескопом поддерживалось двумя гироскопами за счет использования датчика Солнца телескопа для определения положения космического корабля, а стабилизация по трем осям оказалась возможной даже после пятого отказа с помощью датчика Солнца, датчиков точной ошибки и единственного оставшегося гироскопа. Большинство других частей телескопов оставались полностью функциональными на протяжении всей миссии. [20]

В 1995 году бюджетные проблемы в НАСА почти привели к прекращению миссии, но вместо этого операционные обязанности были перераспределены: ЕКА взяло на себя управление 16 часов в день, а GSFC - только оставшиеся 8 часов. ESA 16 часов использовалось для научных операций, а GSFC 8 часов использовалось только для технического обслуживания. [20] В феврале 1996 года дальнейшее сокращение бюджета заставило ЕКА решить, что оно больше не будет обслуживать спутник. Операции прекратились в сентябре того же года, и 30 сентября весь оставшийся гидразин был разряжен, батареи были разряжены и выключены, а в 1844 UT радиопередатчик был отключен и вся связь с космическим кораблем была потеряна. [20]

Он продолжает вращаться вокруг Земли по своей геосинхронной орбите и будет продолжать делать это более или менее бесконечно, поскольку он находится намного выше верхних слоев атмосферы Земли . Аномалии силы тяжести Земли из-за ее несферической формы означали, что телескоп имел тенденцию дрейфовать на запад от своего исходного местоположения примерно на 70 ° западной долготы в направлении примерно 110 ° западной долготы. [20] Во время миссии этот дрейф был исправлен периодическими запусками ракет, но после окончания миссии спутник неконтролируемо дрейфовал к западу от своего прежнего местоположения. [40]

Архивы [ править ]

Архив IUE - один из наиболее часто используемых астрономических архивов. [41] Данные архивировались с самого начала миссии, и доступ к архиву был бесплатным для всех, кто хотел его использовать. Однако в первые годы миссии, задолго до появления Всемирной паутины и быстрых глобальных каналов передачи данных, для доступа к архиву требовалось личное посещение одной из двух региональных центров анализа данных (RDAF), одна из которых находится в Университет Колорадо и другой в GSFC . [42]

В 1987 году стало возможно получить доступ к архиву в электронном виде, подключившись к компьютеру в Годдарде. Архив, на тот момент составлявший 23 Гб данных, был подключен к компьютеру на запоминающем устройстве. Один пользователь одновременно мог дозвониться и мог получить результаты наблюдения за 10–30 секунд. [43]

Когда миссия вступила во второе десятилетие, были составлены планы ее окончательного архива. На протяжении всей миссии методы калибровки были улучшены, и окончательное программное обеспечение для обработки данных дало значительные улучшения по сравнению с предыдущими калибровками. В конце концов, весь набор доступных необработанных данных был откалиброван с использованием окончательной версии программного обеспечения для обработки данных, что позволило создать единый высококачественный архив. [44] Сегодня архив размещен в Архиве космических телескопов Микульского в Научном институте космических телескопов и доступен через World Wide Web и API. [45]

Влияние на астрономию [ править ]

Ультрафиолетовый вид (отображаемый в синем видимом свете) Петли Лебедя, полученный более поздним ультрафиолетовым телескопом.

Миссия IUE, в силу ее очень большой продолжительности и того факта, что на протяжении большей части своего существования она обеспечивала астрономам единственный доступ к ультрафиолетовому излучению, оказала большое влияние на астрономию. К моменту завершения миссии она считалась самой успешной и продуктивной миссией космической обсерватории. [2] В течение многих лет после завершения миссии его архив был наиболее часто используемым набором данных в астрономии, а данные IUE использовались в более чем 250 проектах PhD по всему миру. [41] В настоящее время опубликовано почти 4000 рецензируемых статей на основе данных IUE, включая некоторые из наиболее цитируемых астрономических работ всех времен. Наиболее цитируемая статья, основанная на данных IUE, - это работа, анализирующая природу межзвездного покраснения., который впоследствии был процитирован более 5 500 раз. [35]

Космический телескоп Хаббла теперь находится на орбите в течение 21 лет (по состоянию на 2011 г.) и данные Хаббла использовались почти 10 000 рецензируемых изданий в то время. [46] В 2009 году спектрограф Cosmic Origins был установлен на HST астронавтами, запущенными с помощью прибора космического корабля "Шаттл" , и это устройство записывает ультрафиолетовые спектры , тем самым доказывая некоторую способность наблюдения в ультрафиолетовом диапазоне в этот период. Еще одним ультрафиолетовым космическим телескопом, сильно отличающимся по фокусу, был широкоугольный космический телескоп Galex, работавший с 2003 по 2013 год.

Некоторые видения телескопов, такие как Habex или ATLAST , включают возможность ультрафиолетового излучения , хотя неясно, есть ли у них какие-либо реальные перспективы. В 2010-х годах многие проекты телескопов находились в затруднительном положении, и даже некоторые наземные обсерватории увидели возможность закрытия якобы для экономии бюджета.

См. Также [ править ]

  • Хронология искусственных спутников и космических зондов

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Детали эксперимента: Монитор потока частиц" . Мастер-каталог NSSDCA . НАСА . Проверено 30 марта 2016 .
  2. ^ a b ESA Science & Technology: Summary . Sci.esa.int. Проверено 27 августа 2011.
  3. ^ Мид, Мэрилин Р. (1999). "Второй каталог орбитальной астрономической обсерватории 2 Фильтр-фотометрия: ультрафиолетовая фотометрия 614 звезд" . Астрономический журнал . 118 (2): 1073–1085. Bibcode : 1999AJ .... 118.1073M . DOI : 10.1086 / 300955 .
  4. ^ a b c Джордан, К. (2004). "Сэр Роберт Уилсон CBE. 16 апреля 1927 - 2 сентября 2002: Избран FRS 1975" . Биографические воспоминания членов Королевского общества . 50 : 367–386. DOI : 10,1098 / rsbm.2004.0024 .
  5. ↑ Сэр Роберт Уилсон, 1927–2002. Архивировано 17 мая 2011 г. в Wayback Machine . Blackwell Synergy. Некрологи
  6. ^ a b c d Боггесс, А .; Карр, Ф.А.; Эванс, округ Колумбия; Fischel, D .; Фриман, HR; Fuechsel, CF; Klinglesmith, DA; Крюгер, ВЛ; и другие. (1978). «Космические аппараты и приборы ИУЭ». Природа . 275 (5679): 372–377. Bibcode : 1978Natur.275..372B . DOI : 10.1038 / 275372a0 . S2CID 4195046 . 
  7. ^ Наука и технологии ЕКА: цели . Sci.esa.int (9 июля 2003 г.). Проверено 7 августа 2011.
  8. ^ 3.6 Слепые смещения и обнаружение слабых объектов . Archive.stsci.edu (1996-09-30). Проверено 7 августа 2011.
  9. ^ a b MAST IUE Scientific Instrument . Archive.stsci.edu (9 января 2007 г.). Проверено 7 августа 2011.
  10. ^ a b c MAST IUE Ранняя история . Archive.stsci.edu. Проверено 7 августа 2011.
  11. ^ Куча, SR; Boggess, A .; Holm, A .; Klinglesmith, DA; Спаркс, Вт .; West, D .; Wu, CC; Боксенберг, А .; и другие. (1978). «Наблюдения IUE горячих звезд - HZ43, BD +75 deg 325, NGC 6826, SS Cygni, Eta Ca». Природа . 275 (5679): 385–388. Bibcode : 1978Natur.275..385H . DOI : 10.1038 / 275385a0 . S2CID 4189507 . 
  12. ^ Лински, JL; Эйрес, TR; Basri, GS; Моррисон, Северная Дакота; Boggess, A .; Schiffer, FH; Holm, A .; Cassatella, A .; и другие. (1978). «Наблюдения IUE холодных звезд - Alpha Aurigae, HR1099, Lambda Andromedae и E». Природа . 275 (5679): 389–394. Bibcode : 1978Natur.275..389L . DOI : 10.1038 / 275389a0 . S2CID 4198750 . 
  13. ^ Dupree, AK; Дэвис, Р.Дж.; Гурски, H .; Хартманн, LW; Raymond, JC; Boggess, A .; Holm, A .; Кондо, Й .; и другие. (1978). «ИУЭ наблюдения источников рентгеновского излучения - HD153919 / 4U1700-37 /, HDE226868 / Cyg X-1 /, H». Природа . 275 (5679): 400–403. Bibcode : 1978Natur.275..400D . DOI : 10.1038 / 275400a0 . S2CID 4253313 . 
  14. ^ Боксенберг, А .; Снайдерс, Массачусетс; Wilson, R .; Benvenuti, P .; Clavell, J .; MacChetto, F .; Penston, M .; Boggess, A .; и другие. (1978). «IUE наблюдения внегалактических объектов». Природа . 275 (5679): 404–414. Bibcode : 1978Natur.275..404B . DOI : 10.1038 / 275404a0 . S2CID 4165228 . 
  15. ^ Лейн, Алабама; Hamrick, E .; Boggess, A .; Эванс, округ Колумбия; Чайка, TR; Schiffer, FH; Turnrose, B .; Perry, P .; и другие. (1978). «ИУЭ наблюдения объектов солнечной системы». Природа . 275 (5679): 414–415. Bibcode : 1978Natur.275..414L . DOI : 10.1038 / 275414a0 . S2CID 4176112 . 
  16. ^ a b c Боггесс, А .; Болин, РК; Эванс, округ Колумбия; Фриман, HR; Чайка, TR; Куча, SR; Klinglesmith, DA; Лонганекер, Г.Р .; и другие. (1978). «Летные характеристики ИУЭ». Природа . 275 (5679): 377–385. Bibcode : 1978Natur.275..377B . DOI : 10.1038 / 275377a0 . S2CID 4152997 . 
  17. ^ Указатель / iue / newsletters / Vol05 . Archive.stsci.edu (9 января 2007 г.). Проверено 7 августа 2011.
  18. ^ Наука и технологии ESA: Наземные операции . Sci.esa.int. Проверено 7 августа 2011.
  19. ^ Операции IUE в деталях . Archive.stsci.edu. Проверено 7 августа 2011.
  20. ^ a b c d e Документация по проекту INES, заархивированная 4 сентября 2011 г. на Wayback Machine . Sdc.laeff.inta.es (06.07.2001). Проверено 7 августа 2011.
  21. ^ Информационный бюллетень IUE № 47 - Руководство по наблюдению IUE . Archive.stsci.edu. Проверено 27 августа 2011.
  22. ^ a b Астрофизический вклад Международного исследователя ультрафиолета, 1989, ARA & A, 27, 397 [1]
  23. ^ Na, CY; Эспозито, LW; Скиннер Т. Е. (1990). "Наблюдения SO2 и SO Венеры Международным исследователем ультрафиолета". Журнал геофизических исследований . 95 : 7485. Bibcode : 1990JGR .... 95.7485N . DOI : 10.1029 / JD095iD06p07485 .
  24. ^ Na, CY; Баркер, ES; Стерн, С.А.; Эспозито, LW (1993). «SO2 на Венере: IUE, HST и наземные измерения, а также связь с активным вулканизмом». Лунный и планетарный институт, Двадцать четвертая конференция по изучению Луны и планет . 24 : 1043. Bibcode : 1993LPI .... 24.1043N .
  25. ^ Фельдман, PD; Festou, MC; Ахерн, MF; Arpigny, C .; Баттерворт, PS; Cosmovici, CB; Дэнкс, AC; Gilmozzi, R .; Джексон, ВМ ; и другие. (1987). «Наблюдения IUE кометы P / Галлея: эволюция ультрафиолетового спектра с сентября 1985 г. по июль 1986 г.». Астрономия и астрофизика . 187 : 325. Bibcode : 1987A & A ... 187..325F . DOI : 10.1007 / 978-3-642-82971-0_59 . ISBN 978-3-642-82973-4.
  26. ^ Holberg, JB; Барстоу, Массачусетс; Берли, MR (2003). "Архив низкодисперсных спектров белых карликов IUE". Серия дополнений к астрофизическим журналам . 147 (1): 145. Bibcode : 2003ApJS..147..145H . CiteSeerX 10.1.1.626.5601 . DOI : 10.1086 / 374886 . 
  27. ^ Maeder, A; Мейнет, Г. (2008). «Массовая потеря и эволюция массивных звезд». Серия конференций ASP . 388 : 3. Bibcode : 2008ASPC..388 .... 3M .
  28. ^ Ховарт, ID; Приня, РК (1989). «Звездные ветры 203 галактических O-звезд - количественный ультрафиолетовый обзор». Серия дополнений к астрофизическим журналам . 69 : 527. Bibcode : 1989ApJS ... 69..527H . DOI : 10.1086 / 191321 .
  29. ^ Гармани, CD; Олсон, Г.Л .; ван Стинберг, Мэн; Конти, П.С. (1981). «Темпы потери массы от O-звезд в ассоциациях OB». Астрофизический журнал . 250 : 660. Bibcode : 1981ApJ ... 250..660G . DOI : 10.1086 / 159413 .
  30. ^ Киршнер, Роберт П .; Соннеборн, Джордж; Креншоу, Д. Майкл; Нассиопулос, Джордж Э. (1987). «Ультрафиолетовые наблюдения SN 1987A». Астрофизический журнал . 320 : 602. Bibcode : 1987ApJ ... 320..602K . DOI : 10.1086 / 165579 .
  31. ^ Gilmozzi, R .; Cassatella, A .; Clavel, J .; Fransson, C .; Gonzalez, R .; Gry, C .; Panagia, N .; Talavera, A .; Вамстекер, В. (1987). «Прародитель SN1987A». Природа . 328 (6128): 318. Bibcode : 1987Natur.328..318G . DOI : 10.1038 / 328318a0 . S2CID 4320418 . 
  32. ^ Fransson, C; Cassatella, A .; Gilmozzi, R .; Киршнер, Р.П .; Panagia, N .; Sonneborn, G .; Вамстекер, В. (1987). «Узкие линии ультрафиолетового излучения от SN 1987A - свидетельство обработки CNO в предшественнике». Астрофизический журнал . 336 : 429. Bibcode : 1989ApJ ... 336..429F . DOI : 10,1086 / 167022 .
  33. ^ Savage, BD; де Бур, KS (1979). «Наблюдательные свидетельства горячей газовой короны Галактики». Астрофизический журнал . 230 : 77. Bibcode : 1979ApJ ... 230L..77S . DOI : 10.1086 / 182965 .
  34. ^ Sembach, Kenneth R .; Сэвидж, Блэр Д. (1992). «Наблюдения за высокоионизованным газом в гало Галактики». Серия дополнений к астрофизическим журналам . 83 : 147. Bibcode : 1992ApJS ... 83..147S . DOI : 10.1086 / 191734 .
  35. ^ a b Карделли, Джейсон А .; Клейтон, Джеффри Ч .; Матис, Джон С. (1989). «Взаимосвязь между инфракрасным, оптическим и ультрафиолетовым поглощением». Астрофизический журнал . 345 : 245. Bibcode : 1989ApJ ... 345..245C . DOI : 10.1086 / 167900 .
  36. ^ Ховарт LMC
  37. ^ Превот, ML; Lequeux, J .; Превот, Л .; Maurice, E .; Рокка-Волмерранж, Б. (1984). «Типичное межзвездное вымирание в Малом Магеллановом Облаке». Астрономия и астрофизика . 132 : 389. Bibcode : 1984A & A ... 132..389P .
  38. ^ Ульрих, MH; Боксенберг, А .; Bromage, GE; Clavel, J .; Эльвиус, А .; Пенстон, М.В.; Perola, GC; Петтини, М .; Снайдерс, Массачусетс; и другие. (1984). «Наблюдения NGC 4151 с IUE. III - Изменчивость сильных эмиссионных линий с февраля 1978 г. по май 1980 г.» . МНРАС . 206 : 221. Bibcode : 1984MNRAS.206..221U . DOI : 10.1093 / MNRAS / 206.1.221 .
  39. ↑ Reed Business Information (29 января 1987 г.). Новый ученый . Деловая информация компании Reed. С. 62–. ISSN 0262-4079 . Проверено 28 августа 2011 года . 
  40. ^ Живое слежение за спутниками в реальном времени и прогнозы: Iue . N2yo.com. Проверено 7 августа 2011.
  41. ^ a b ЕКА Наука и технологии: Архив . Sci.esa.int (9 июля 2003 г.). Проверено 27 августа 2011.
  42. ^ RW Thompson, "Региональные средства анализа данных IUE: Бюллетень № 1" , информационный бюллетень IUE 24, июнь 1984 г., стр. 16–20
  43. ^ ИЭГ бюллетень 33, сентябрь 1987, "Прямой доступ к ИЭГУ Спектрального архиву", Е. Салливан, RC Болин, С. ворох, & J. Мид, С. 57 - 65 . [2]
  44. ^ Nicholls, Joy S .; Лински, Джеффри Л. (1996). "Заключительный архив и повторная калибровка спутника Международного ультрафиолетового исследователя (IUE)". Астрономический журнал . 111 : 517. Bibcode : 1996AJ .... 111..517N . DOI : 10.1086 / 117803 .
  45. ^ Мачта Юэ . Archive.stsci.edu. Проверено 27 августа 2011.
  46. ^ Статистика публикации HST . Archive.stsci.edu (1992-03-03). Проверено 27 августа 2011.