Физика в нашей жизни, страница 303 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

Космические телескопы

Телескоп Хаббл

Телескоп «Хаббл» – совместный проект НАСА и Европейского космического агентства и входит в число Больших обсерваторий НАСА. «Хаббл» был выведен на орбиту челночным кораблем «Дискавери» 24 апреля 1990 года. Высота орбиты около 569 км, период обращения 96–97 мин, орбитальная скорость около 7500 м/с.

Размещение телескопа в космосе дает возможность регистрировать электромагнитное излучение в диапазонах, в которых земная атмосфера непрозрачна; в первую очередь – в инфракрасном диапазоне. Данные «Хаббла» сначала сохраняются в бортовых накопителях, затем, через систему коммуникационных спутников TDRSS, расположенных на геостационарной орбите, данные передаются в Центр Годдарда. За 15 лет работы на околоземной орбите «Хаббл» получил 1,022 млн изображений небесных объектов – звёзд, туманностей, галактик, планет (Рис. 297). Поток данных, которые он ежемесячно генерирует в процессе наблюдений, составляет около 480 ГБ. Общий их объём, накопленный за все время работы телескопа, составляет примерно 50 терабайт. Более 3900 астрономов получили возможность использовать его для наблюдений, опубликовано около 4000 статей в научных журналах.

Рис. 297. Черная дыра в центре галактики. Снимок телескопа Хаббл

Программа «Хаббл» официально продлена до 30 июня 2021 года, после чего его должен был сменить космический телескоп «Джеймс Уэбб».

Телескоп Планк

Планк – астрономический спутник Европейского космического агентства (ЕКА), созданный для изучения вариаций космического микроволнового фона – реликтового излучения. Запущен 14 мая 2009 года ракетой-носителем «Ариан-5». В период с сентября 2009 по ноябрь 2010 года «Планк» успешно закончил основную часть своей исследовательской миссии, перейдя к дополнительной. Из центра управления полетами ЕКА была отправлена последняя команда, на выключение телескопа 23 октября 2013 года. На компьютер «Планка» перед выключением была загружена программная «заплатка», которая навсегда блокировала систему управления.

Задание

Используя материалы сети интернет, выясните:

1. Какие космические телескопы и какими организациями запущены для исследование космического пространства?

2. Каковы их цели исследования и достижения?

1. Какие космические телескопы и какими организациями запущены для исследование космического пространства?

Для исследования космоса различными странами и космическими агентствами было запущено множество телескопов, работающих в разных диапазонах электромагнитного спектра. Вот некоторые из наиболее известных:

Телескоп «Хаббл» (Hubble Space Telescope, HST) – совместный проект Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства США (НАСА) и Европейского космического агентства (ЕКА).

Телескоп «Джеймс Уэбб» (James Webb Space Telescope, JWST) – международный проект, возглавляемый НАСА в сотрудничестве с ЕКА и Канадским космическим агентством (ККА).

Телескоп «Планк» (Planck) – проект Европейского космического агентства (ЕКА).

Рентгеновская обсерватория «Чандра» (Chandra X-ray Observatory) – проект НАСА.

Космический телескоп «Спитцер» (Spitzer Space Telescope) – проект НАСА. Миссия завершена в 2020 году.

Космический телескоп «Кеплер» (Kepler) – проект НАСА, предназначенный для поиска экзопланет. Миссия завершена в 2018 году.

Космический телескоп TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) – проект НАСА, преемник «Кеплера».

Космический телескоп «Гайя» (Gaia) – проект ЕКА.

Обсерватория «Спектр-РГ» (Спектр-Рентген-Гамма, СРГ) – совместный проект Российской государственной корпорации «Роскосмос» и Германского центра авиации и космонавтики (DLR).

Ответ: Космические телескопы, такие как «Хаббл», «Джеймс Уэбб», «Планк», «Чандра» и другие, запущены для исследования космоса ведущими мировыми космическими организациями, в основном НАСА (США) и ЕКА (Евросоюз), а также в рамках международного сотрудничества с участием Роскосмоса (Россия), ККА (Канада) и других агентств.

2. Каковы их цели исследования и достижения?

Цели и достижения каждого телескопа уникальны и определяются его конструкцией и научными задачами.

Телескоп «Хаббл» (HST):

Цели: Наблюдения в видимом, ультрафиолетовом и ближнем инфракрасном диапазонах. Определение скорости расширения Вселенной, изучение эволюции галактик, поиск и исследование экзопланет, изучение объектов Солнечной системы.

Достижения: Получил более миллиона изображений, включая такие знаменитые, как «Столпы творения» и «Hubble Deep Field». Помог точно определить возраст Вселенной (около 13.8 млрд лет), доказал существование сверхмассивных черных дыр в центрах галактик и подтвердил ускоренное расширение Вселенной из-за темной энергии.

Телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST):

Цели: Наблюдения в инфракрасном диапазоне для изучения первых звезд и галактик, сформировавшихся после Большого взрыва; исследование формирования звездных и планетных систем; изучение атмосфер экзопланет.

Достижения: Несмотря на недавний запуск (2021 г.), уже обнаружил одни из самых древних галактик во Вселенной, получил беспрецедентно детальные изображения туманностей (например, туманности Киля) и проанализировал состав атмосфер нескольких экзопланет, обнаружив в них воду и другие молекулы.

Телескоп «Планк» (Planck):

Цели: Создание самой точной карты реликтового излучения (космического микроволнового фона) – «эха» Большого взрыва.

Достижения: Составил наиболее детальную карту флуктуаций температуры реликтового излучения, что позволило с высокой точностью определить ключевые параметры Вселенной: ее возраст, состав (процентное соотношение обычной материи, темной материи и темной энергии) и геометрию.

Рентгеновская обсерватория «Чандра» (Chandra):

Цели: Изучение Вселенной в рентгеновском диапазоне, который испускают очень горячие и энергичные объекты.

Достижения: Детально изучила остатки сверхновых, скопления галактик и материю, падающую на черные дыры. Предоставила веские доказательства существования темной материи.

Космический телескоп «Кеплер» и его преемник TESS:

Цели: Поиск планет за пределами Солнечной системы (экзопланет) с помощью транзитного метода (фиксация падения яркости звезды при прохождении планеты перед ее диском).

Достижения: «Кеплер» открыл тысячи экзопланет и показал, что планеты являются распространенным явлением в нашей Галактике. TESS продолжает эту работу, сканируя все небо и находя планеты у ближайших к нам звезд.

Космический телескоп «Гайя» (Gaia):

Цели: Создание точнейшей трехмерной карты Млечного Пути.

Достижения: Измерила точные положения, расстояния и скорости движения для более чем 1.8 миллиарда звезд. Эти данные произвели революцию в понимании структуры, происхождения и эволюции нашей Галактики.

Ответ: Цели космических телескопов варьируются от изучения самых ранних моментов существования Вселенной (Планк, Уэбб) и составления карт галактик (Гайя) до поиска планет у других звезд (Кеплер, TESS) и исследования высокоэнергетических явлений (Чандра). Их главные достижения включают открытие тысяч экзопланет, точное определение параметров и возраста Вселенной, подтверждение существования темной материи и темной энергии, а также создание детализированных карт нашей Галактики и Вселенной в различных диапазонах излучения.