COBE
| Cosmic Background Explorer (COBE) | |
 | |
| Организация: | |
|---|---|
| Главные подрядчики: |
Центр космических полётов им. Годдарда |
| NSSDC ID: |
[nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/spacecraftOrbit.do?id=1989-089A 1989-089A] |
| Местонахождение: | |
| Высота орбиты: |
900,2 км |
| Период обращения: |
103 минуты |
| Дата запуска: | |
| Средство вывода на орбиту: | |
| Продолжительность: |
≈4 года |
| Масса: |
2270 кг |
| Научные инструменты | |
|
Diffuse Infrared Background Experiment |
|
Far-InfraRed Absolute Spectrophotometer |
|
Differential Microwave Radiometer |
| Сайт: |
[lambda.gsfc.nasa.gov/product/cobe/ lambda.gsfc.nasa.gov/product/cobe] |
Cosmic Background Explorer (COBE), также известный как Explorer 66 — спутник, космическая обсерватория, посвящённая космологическим исследованиям. Основной задачей обсерватории было изучение реликтового фона Вселенной (иногда называемого также микроволновым фоном).
Наблюдения обсерватории позволили измерить характеристики реликтового фона Вселенной с беспрецедентной точностью. Результаты наблюдений обсерватории оказали огромное влияние на формирование современной картины мира и утверждения теории Большого взрыва как основной гипотезы формирования Вселенной.
Одним из основных результатов работы обсерватории стало измерение малых вариаций яркости реликтового фона на небе. Два научных руководителя программы COBE Джордж Смут и Джон Мазер в 2006 году были удостоены Нобелевской премии по физике за их открытия в области космологии. Согласно представлению Нобелевского комитета — «результаты обсерватории COBE являются отправной точкой космологии в качестве точной науки».
Содержание
История
На конкурс малых и средних космических обсерваторий, объявленный НАСА в 1974 году, среди 121 проекта 3 проекта обсуждали возможность исследования микроволнового фона. Несмотря на то что в вышеупомянутом конкурсе эти проекты проиграли обсерватории IRAS, НАСА не отказалась от проведения исследований в микроволновом диапазоне. В 1976 году из участников этих трёх проектов конкурса 1974 года была сформирована комиссия, задачей которой стало объединить три проекта в один. Через год комиссия предложила концепцию спутника на полярной орбите COBE, который можно было бы запустить при помощи либо ракеты-носителя Дельта, либо шаттла. Научная аппаратура спутника должна была состоять из следующих инструментов: Differential Microwave Radiometer/DMR — высокочувствительный радиометр для измерения анизотропии яркости реликтового излучения на небе (научный руководитель Дж. Смут), Far-InfraRed Absolute Spectrophotometer/FIRAS — спектрофотометр микроволнового и далёкого инфракрасного диапазона для измерения абсолютного спектра реликтового фона (научный руководитель Дж. Мэтер), Diffuse InfraRed Background Experiment/DIRBE — многоканальный фотометр инфракрасного диапазона (научный руководитель — М. Хаузер).
Ввиду того, что планируемая стоимость проекта составляла менее 30 миллионов долларов (без учёта ракеты-носителя и последующего за наблюдениями анализа данных), НАСА поддержала проект.
Из-за непредвиденных перерасходов программы Explorer (в основном из-за работ по спутнику IRAS), работы по созданию COBE в центре космических полётов имени Годдарда были задержаны до 1981 года. Для дополнительной экономии средств детекторы инфракрасного диапазона и дьюары для жидкого гелия, необходимые для работы COBE, были точными копиями тех, которые использовались для обсерватории IRAS.
В дальнейшем запланированная орбита спутника претерпела изменения — вместо полярной орбиты было решено использовать гелио-синхронную орбиту и вывести обсерваторию при помощи ракеты-носителя Дельта.
Спутник
Платформа обсерватории COBE представляла собой спутник серии Explorer с существенным унифицированием со спутником обсерватории IRAS.
Ввиду очень жёстких требований по уменьшению возможных систематических погрешностей в измерениях, особое внимание уделялось борьбе с паразитными сигналами с Земли, Луны, Солнца, увеличению стабильности рабочих температур инструментов, их амплитудных характеристик.
Для дальнейшего уменьшения систематических определённостей измерений (например, для учёта так называемого зодиакального света) и для возможного моделирования влияния паразитных сигналов спутнику было придано вращение с частотой 0,8 оборотов в минуту.
Ось вращения спутника была отклонена назад относительно вектора его скорости для того, чтобы уменьшить возможное оседание остатков атмосферного газа и быстрых частиц на оптику инструментов.
Для того, чтобы совместить требование относительно медленного вращения и возможности трёхосного контроля ориентации спутника была применена сложная система парных гиродинов с осями расположенными вдоль оси вращения спутника. Угловой момент гиродинов поддерживался на уровне, чтобы полный угловой момент всего спутника был равен нулю.
Определяющими требования для орбиты спутника были: необходимость иметь полное покрытие всего неба и поддержание максимальной температурной стабильности инструментов и дьюаров с жидким гелием. Этим требованиям полностью удовлетворяла солнечно-синхронная орбита. Орбита с высотой 900 км и наклонением 99° позволяла вывести спутник как при помощи шаттла, так и при помощи ракеты Дельта, а также являлась разумным компромиссом между потоком заряженных частиц вблизи Земли и на большом отдалении от неё. Параметры орбиты и вращения спутника позволяли всегда держать Землю и Солнце под защитным экраном, в то же время имея возможность покрывать наблюдениями все небо.
Двумя важнейшими составляющими обсерватории были дьюар с жидким гелием и защитный экран. Дьюар содержал 650 литров сверхтекучего жидкого гелия, который позволял держать инструменты FIRAS и DIRBE охлажденными в течение всего времени работы миссии. Конструкция дьюара была полностью аналогичной конструкции использованной на спутнике IRAS. Конический защитный экран закрывал инструменты COBE от излучения Солнца, Земли, а также от радиоизлучения передатчиков самого COBE.
Научные результаты
Основными научными инструментами обсерватории являлись DIRBE, FIRAS и DMR, вкратце описанные выше. Спектральные диапазоны инструментов частично перекрывались, что позволяло проводить дополнительные проверки результатов инструментов на самосогласованность. Широкий спектральный диапазон инструментов позволял разделять сигналы, поступающие от физически различных источников, собственно реликтового излучения (дальней Вселенной), Солнечной системы и Галактики.
Спектр реликтового излучения
В то время как развивался проект COBE, в области исследований реликтового фона произошли важные изменения. Во-первых, измерения спектра реликтового излучения, проведённые некоторыми группами, вроде бы указывали на наличие значительных отклонений от модели абсолютно чёрного тела, предсказываемой в теории Большого Взрыва. Во вторых — исследования, проведённые при помощи баллонных экспериментов[1] и при помощи спутников (советский эксперимент «РЕЛИКТ-1»[2] указывали на наличие малой анизотропии яркости реликтового фона на масштабах несколько градусов. Наблюдения балонных экспериментов покрывали только малую часть неба, в то время как космический эксперимент «Реликт-1» позволил покрыть значительную часть неба. Однако, ввиду того, что измерения реликтового фона с такими точностями сильно зависят от точности учёта влияния излучения нашей Галактики, а измерения «Реликта-1» были проведены лишь на одной частоте, полной уверенности в надёжном обнаружении угловой анизотропии не было. В результате учёные с нетерпением ждали результаты обсерватории COBE.
Первые же измерения спектра реликтового фона при помощи аппарата FIRAS (спектрометр измерял разницу между спектральными потоками неба и потоками внутреннего калибровочного чёрного тела) показали отличную согласованность с моделью абсолютно чёрного тела с температурой около 2,7К.[3]
Внутренняя анизотропия реликтового фона
Эксперимент DMR, единственный эксперимент обсерватории, работоспособность которого не зависела от наличия жидкого гелия в дьюарах, состоял в четырёхлетнем изучении анизотропии реликтового излучения в небе. Наблюдения проводились на нескольких частотах, что позволило учесть вклад излучения Галактики. Эта особенность измерений DMR необычайно важна ввиду того, что вариации реликтового излучения на небе оказались необычайно малы — всего 1/100000 от среднего значения яркости неба. В настоящее время считается, что вариации яркости реликтового излучения на малых угловых масштабах отражают начальные возмущения плотности первичного вещества ранней Вселенной, которые затем развились в результате гравитационной неустойчивости в наблюдаемую крупномасштабную структуру — скопления галактик и пустоты.
Открытия DIRBE
Несмотря на то что основные эксперименты обсерватории COBE были направлены на изучение реликтового фона Вселенной, фотометр инфракрасного диапазона DIRBE сделал большой вклад в изучение нашей Галактики. В частности, были проведены измерения зодиакального света, результаты которых до сих пор широко используются в инфракрасной астрономии. По результатам измерений DIRBE были построены модели распределения пыли в нашей Галактике[4], массовые модели Галактики[5][6][7].
Напишите отзыв о статье "COBE"
Примечания
- ↑ [adsabs.harvard.edu/abs/1981ApJ...250L...1M Fluctuations in the microwave background at intermediate angular scales]
- ↑ [adsabs.harvard.edu/abs/1992MNRAS.258P..37S The Relikt-1 experiment — New results]
- ↑ [adsabs.harvard.edu/abs/1994ApJ...420..445F Cosmic microwave background dipole spectrum measured by the COBE FIRAS instrumen]
- ↑ [adsabs.harvard.edu/abs/1998ApJ...500..525S Maps of Dust Infrared Emission for Use in Estimation of Reddening and Cosmic Mic]
- ↑ [adsabs.harvard.edu/abs/1997MNRAS.288..365B The photometric structure of the inner Galaxy]
- ↑ [adsabs.harvard.edu/abs/2001ApJ...556..181D Three-dimensional Structure of the Milky Way Disk: The Distribution of Stars and]
- ↑ [adsabs.harvard.edu/abs/1994ApJ...425L..81W COBE diffuse infrared background experiment observations of the galactic bulge]
Отрывок, характеризующий COBE
После Смоленска Наполеон искал сражения за Дорогобужем у Вязьмы, потом у Царева Займища; но выходило, что по бесчисленному столкновению обстоятельств до Бородина, в ста двадцати верстах от Москвы, русские не могли принять сражения. От Вязьмы было сделано распоряжение Наполеоном для движения прямо на Москву.Moscou, la capitale asiatique de ce grand empire, la ville sacree des peuples d'Alexandre, Moscou avec ses innombrables eglises en forme de pagodes chinoises! [Москва, азиатская столица этой великой империи, священный город народов Александра, Москва с своими бесчисленными церквами, в форме китайских пагод!] Эта Moscou не давала покоя воображению Наполеона. На переходе из Вязьмы к Цареву Займищу Наполеон верхом ехал на своем соловом энглизированном иноходчике, сопутствуемый гвардией, караулом, пажами и адъютантами. Начальник штаба Бертье отстал для того, чтобы допросить взятого кавалерией русского пленного. Он галопом, сопутствуемый переводчиком Lelorgne d'Ideville, догнал Наполеона и с веселым лицом остановил лошадь.
– Eh bien? [Ну?] – сказал Наполеон.
– Un cosaque de Platow [Платовский казак.] говорит, что корпус Платова соединяется с большой армией, что Кутузов назначен главнокомандующим. Tres intelligent et bavard! [Очень умный и болтун!]
Наполеон улыбнулся, велел дать этому казаку лошадь и привести его к себе. Он сам желал поговорить с ним. Несколько адъютантов поскакало, и через час крепостной человек Денисова, уступленный им Ростову, Лаврушка, в денщицкой куртке на французском кавалерийском седле, с плутовским и пьяным, веселым лицом подъехал к Наполеону. Наполеон велел ему ехать рядом с собой и начал спрашивать:
– Вы казак?
– Казак с, ваше благородие.
«Le cosaque ignorant la compagnie dans laquelle il se trouvait, car la simplicite de Napoleon n'avait rien qui put reveler a une imagination orientale la presence d'un souverain, s'entretint avec la plus extreme familiarite des affaires de la guerre actuelle», [Казак, не зная того общества, в котором он находился, потому что простота Наполеона не имела ничего такого, что бы могло открыть для восточного воображения присутствие государя, разговаривал с чрезвычайной фамильярностью об обстоятельствах настоящей войны.] – говорит Тьер, рассказывая этот эпизод. Действительно, Лаврушка, напившийся пьяным и оставивший барина без обеда, был высечен накануне и отправлен в деревню за курами, где он увлекся мародерством и был взят в плен французами. Лаврушка был один из тех грубых, наглых лакеев, видавших всякие виды, которые считают долгом все делать с подлостью и хитростью, которые готовы сослужить всякую службу своему барину и которые хитро угадывают барские дурные мысли, в особенности тщеславие и мелочность.
Попав в общество Наполеона, которого личность он очень хорошо и легко признал. Лаврушка нисколько не смутился и только старался от всей души заслужить новым господам.
Он очень хорошо знал, что это сам Наполеон, и присутствие Наполеона не могло смутить его больше, чем присутствие Ростова или вахмистра с розгами, потому что не было ничего у него, чего бы не мог лишить его ни вахмистр, ни Наполеон.
Он врал все, что толковалось между денщиками. Многое из этого была правда. Но когда Наполеон спросил его, как же думают русские, победят они Бонапарта или нет, Лаврушка прищурился и задумался.
Он увидал тут тонкую хитрость, как всегда во всем видят хитрость люди, подобные Лаврушке, насупился и помолчал.
– Оно значит: коли быть сраженью, – сказал он задумчиво, – и в скорости, так это так точно. Ну, а коли пройдет три дня апосля того самого числа, тогда, значит, это самое сражение в оттяжку пойдет.
Наполеону перевели это так: «Si la bataille est donnee avant trois jours, les Francais la gagneraient, mais que si elle serait donnee plus tard, Dieu seul sait ce qui en arrivrait», [«Ежели сражение произойдет прежде трех дней, то французы выиграют его, но ежели после трех дней, то бог знает что случится».] – улыбаясь передал Lelorgne d'Ideville. Наполеон не улыбнулся, хотя он, видимо, был в самом веселом расположении духа, и велел повторить себе эти слова.
Лаврушка заметил это и, чтобы развеселить его, сказал, притворяясь, что не знает, кто он.
– Знаем, у вас есть Бонапарт, он всех в мире побил, ну да об нас другая статья… – сказал он, сам не зная, как и отчего под конец проскочил в его словах хвастливый патриотизм. Переводчик передал эти слова Наполеону без окончания, и Бонапарт улыбнулся. «Le jeune Cosaque fit sourire son puissant interlocuteur», [Молодой казак заставил улыбнуться своего могущественного собеседника.] – говорит Тьер. Проехав несколько шагов молча, Наполеон обратился к Бертье и сказал, что он хочет испытать действие, которое произведет sur cet enfant du Don [на это дитя Дона] известие о том, что тот человек, с которым говорит этот enfant du Don, есть сам император, тот самый император, который написал на пирамидах бессмертно победоносное имя.
Известие было передано.
Лаврушка (поняв, что это делалось, чтобы озадачить его, и что Наполеон думает, что он испугается), чтобы угодить новым господам, тотчас же притворился изумленным, ошеломленным, выпучил глаза и сделал такое же лицо, которое ему привычно было, когда его водили сечь. «A peine l'interprete de Napoleon, – говорит Тьер, – avait il parle, que le Cosaque, saisi d'une sorte d'ebahissement, no profera plus une parole et marcha les yeux constamment attaches sur ce conquerant, dont le nom avait penetre jusqu'a lui, a travers les steppes de l'Orient. Toute sa loquacite s'etait subitement arretee, pour faire place a un sentiment d'admiration naive et silencieuse. Napoleon, apres l'avoir recompense, lui fit donner la liberte, comme a un oiseau qu'on rend aux champs qui l'ont vu naitre». [Едва переводчик Наполеона сказал это казаку, как казак, охваченный каким то остолбенением, не произнес более ни одного слова и продолжал ехать, не спуская глаз с завоевателя, имя которого достигло до него через восточные степи. Вся его разговорчивость вдруг прекратилась и заменилась наивным и молчаливым чувством восторга. Наполеон, наградив казака, приказал дать ему свободу, как птице, которую возвращают ее родным полям.]
Наполеон поехал дальше, мечтая о той Moscou, которая так занимала его воображение, a l'oiseau qu'on rendit aux champs qui l'on vu naitre [птица, возвращенная родным полям] поскакал на аванпосты, придумывая вперед все то, чего не было и что он будет рассказывать у своих. Того же, что действительно с ним было, он не хотел рассказывать именно потому, что это казалось ему недостойным рассказа. Он выехал к казакам, расспросил, где был полк, состоявший в отряде Платова, и к вечеру же нашел своего барина Николая Ростова, стоявшего в Янкове и только что севшего верхом, чтобы с Ильиным сделать прогулку по окрестным деревням. Он дал другую лошадь Лаврушке и взял его с собой.
Княжна Марья не была в Москве и вне опасности, как думал князь Андрей.
После возвращения Алпатыча из Смоленска старый князь как бы вдруг опомнился от сна. Он велел собрать из деревень ополченцев, вооружить их и написал главнокомандующему письмо, в котором извещал его о принятом им намерении оставаться в Лысых Горах до последней крайности, защищаться, предоставляя на его усмотрение принять или не принять меры для защиты Лысых Гор, в которых будет взят в плен или убит один из старейших русских генералов, и объявил домашним, что он остается в Лысых Горах.
Но, оставаясь сам в Лысых Горах, князь распорядился об отправке княжны и Десаля с маленьким князем в Богучарово и оттуда в Москву. Княжна Марья, испуганная лихорадочной, бессонной деятельностью отца, заменившей его прежнюю опущенность, не могла решиться оставить его одного и в первый раз в жизни позволила себе не повиноваться ему. Она отказалась ехать, и на нее обрушилась страшная гроза гнева князя. Он напомнил ей все, в чем он был несправедлив против нее. Стараясь обвинить ее, он сказал ей, что она измучила его, что она поссорила его с сыном, имела против него гадкие подозрения, что она задачей своей жизни поставила отравлять его жизнь, и выгнал ее из своего кабинета, сказав ей, что, ежели она не уедет, ему все равно. Он сказал, что знать не хочет о ее существовании, но вперед предупреждает ее, чтобы она не смела попадаться ему на глаза. То, что он, вопреки опасений княжны Марьи, не велел насильно увезти ее, а только не приказал ей показываться на глаза, обрадовало княжну Марью. Она знала, что это доказывало то, что в самой тайне души своей он был рад, что она оставалась дома и не уехала.
На другой день после отъезда Николушки старый князь утром оделся в полный мундир и собрался ехать главнокомандующему. Коляска уже была подана. Княжна Марья видела, как он, в мундире и всех орденах, вышел из дома и пошел в сад сделать смотр вооруженным мужикам и дворовым. Княжна Марья свдела у окна, прислушивалась к его голосу, раздававшемуся из сада. Вдруг из аллеи выбежало несколько людей с испуганными лицами.
Княжна Марья выбежала на крыльцо, на цветочную дорожку и в аллею. Навстречу ей подвигалась большая толпа ополченцев и дворовых, и в середине этой толпы несколько людей под руки волокли маленького старичка в мундире и орденах. Княжна Марья подбежала к нему и, в игре мелкими кругами падавшего света, сквозь тень липовой аллеи, не могла дать себе отчета в том, какая перемена произошла в его лице. Одно, что она увидала, было то, что прежнее строгое и решительное выражение его лица заменилось выражением робости и покорности. Увидав дочь, он зашевелил бессильными губами и захрипел. Нельзя было понять, чего он хотел. Его подняли на руки, отнесли в кабинет и положили на тот диван, которого он так боялся последнее время.
Привезенный доктор в ту же ночь пустил кровь и объявил, что у князя удар правой стороны.
В Лысых Горах оставаться становилось более и более опасным, и на другой день после удара князя, повезли в Богучарово. Доктор поехал с ними.
Когда они приехали в Богучарово, Десаль с маленьким князем уже уехали в Москву.
Все в том же положении, не хуже и не лучше, разбитый параличом, старый князь три недели лежал в Богучарове в новом, построенном князем Андреем, доме. Старый князь был в беспамятстве; он лежал, как изуродованный труп. Он не переставая бормотал что то, дергаясь бровями и губами, и нельзя было знать, понимал он или нет то, что его окружало. Одно можно было знать наверное – это то, что он страдал и, чувствовал потребность еще выразить что то. Но что это было, никто не мог понять; был ли это какой нибудь каприз больного и полусумасшедшего, относилось ли это до общего хода дел, или относилось это до семейных обстоятельств?
