Планк (космическая обсерватория)

Planck
Организация:	ЕКА
Другие названия:	COBRAS/SAMBA
Волновой диапазон:	350 — 10 000 µm
NSSDC ID:	2009-026B
Местонахождение:	1 500 000 км (Точка Лагранжа L2 системы Солнце-Земля)
Запущен:	14 мая 2009, 13:12 GMT
Запущен из:	Куру
Выведен на орбиту:	Ариан-5 ECA
Масса:	1800 кг
Диаметр:	1,5 м
Низкочастотный приемник (LFI):	30-70 ГГц
Высокочастотный приемник (HFI):	100—857 ГГц
Сайт:	Planck Science Team Home

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.

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 ($\Delta \nu / \nu$)	Разрешение (arcmin)	Чувствительность (общая интенсивность) $\Delta T / T$, 14 месяцев наблюдения (10−6)	Чувствительность (поляризация) $\Delta T / T$, 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 ($\Delta \nu / \nu$)	Разрешение (arcmin)	Чувствительность (общая интенсивность) $\Delta T / T$, 14 месяцев наблюдения (10−6)	Чувствительность (поляризация) $\Delta T / T$, 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).

В январе 2012 года окончился охлаждающий приёмник жидкий гелий и работа HFI была завершена.

Полёт

Точки Лагранжа

Был успешно запущен с космодрома Куру в 13:12 14 мая 2009 года на борту ракеты «Ариан-5», вместе с ним той же ракетой был запущен орбитальный инфракрасный телескоп «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, были опубликованы 21 марта 2013 года..

• По данным «Планка», мир состоит на 4,8% из обычного (барионного) вещества (предыдущая оценка — по данным WMAP — 4,6%), на 25,4% из темной материи (против 22,7%) и на 70% (против 73%) из темной энергии.
• Обсерватория Планка уточнила постоянную Хаббла. Новое значение H0 = 68 км/c/Мпк (то есть с момента Большого взрыва прошло 13,80 млрд. лет. Предыдущая оценка - 70 км/c/Мпк - соответствовала 13,75 миллиарда лет.
• Из анализа полученных данных удалось более уверенно установить количество типов нейтрино - три типа (электронное, мюонное и тау-нейтрино).
• «Планк» подтвердил наличие небольшого отличия спектра первоначальных возмущений материи от однородного (спектральный индекс 0,96), что является важным результатом для инфляционной теории, которая является на сегодняшний день основополагающей теорией первых мгновений жизни Вселенной.

Часть данных по состоянию на конец марта 2013 еще до конца не проанализирована, в частности - данные по поляризации микроволнового фона, анализ которых, возможно, позволит обнаружить следы реликтовых гравитационных волн}.

Ссылки

• Официальный сайт Planck Science Team
• Осуществлён запуск спутников «Гершель» и «Планк».
• Научная статья с подробным описанием устройства аппарата и результатов его деятельности (англ.)