SPICA (kosmická loď) - SPICA (spacecraft) - Wikipedia

SPICA
Typ miseInfračervená astronomie
OperátorESA / JAXA
webová stránkawww.spica-mise.org
jaxa.jp/SPICA
Doba trvání mise3 roky (vědecká mise)
5 let (cíl designu) [1][2]
Vlastnosti kosmické lodi
Odpalovací mše3650 kg [3]
Hmotnost užitečného zatížení600 kg
Rozměry5,9 x 4,5 m [3]
Napájení3 kW ze 14 m2 solární pole [3]
Začátek mise
Datum spuštění2032 (navrhováno) [4]
RaketaH3 [3]
Spusťte webTanegashima, POLOŽIT
DodavatelMitsubishi Heavy Industries
Orbitální parametry
Referenční systémSlunce – Země L2
RežimHalo orbit
EpochaPlánováno
Hlavní dalekohled
TypRitchey-Chrétien
Průměr2,5 m
Sběratelská oblast4,6 m2 [5]
Vlnové délkyOd 12 μm (střední-infračervený )
do 230 μm (daleko infračervené ) [1][2]
Nástroje
SAFARI Infračervený přístroj SpicA FAR
SMI SPICA střední infračervený přístroj
B-BOP Průzkumník magnetického pole s BOlometry a polarizátory
 

The Vesmírný infračervený dalekohled pro kosmologii a astrofyziku (SPICA), je navržen infračervený vesmírný dalekohled, navazující na úspěšné Akari vesmírná observatoř. Jednalo se o spolupráci mezi evropskými a japonskými vědci, kterou v květnu 2018 vybrala Evropská kosmická agentura (ESA) jako finalista další mise 5 střední třídy v Kosmické vidění program zahájen v roce 2032. Dalšími 2 finalisty jsou: TESEUS a EnVision.[6] SPICA zlepší citlivost spektrální čáry předchozích misí, Spitzer a Herschel vesmírné dalekohledy, mezi 30 a 230 µm, faktorem 50—100.[7]

Konečné rozhodnutí se očekávalo v roce 2021,[4] ale v říjnu 2020 bylo oznámeno, že SPICA již není považována za kandidáta na misi M5.[8][9]

Dějiny

V Japonsku byla SPICA poprvé navržena v roce 2007, původně zvaná HII-L2 po startu a oběžné dráze jako velká mise třídy L,[10][11][12] a v Evropě to bylo navrženo pro ESA Kosmické vidění program (M1 a M2),[10] ale interní přezkum v ESA na konci roku 2009 naznačil, že technologická připravenost na misi nebyla adekvátní.[13][14][15]

V květnu 2018 byl vybrán jako jeden ze tří finalistů soutěže Kosmické vidění Mise střední třídy 5 (M5) pro navrhované datum startu 2032.[4] V rámci ESA byla SPICA součástí soutěže v misi střední třídy 5 (M5) s nákladovým stropem 550 milionů EUR.[Citace je zapotřebí ]

V říjnu 2020 přestala být kandidátem na M5 kvůli finančním omezením.[8]

Přehled

Konceptem byla spolupráce mezi Evropská kosmická agentura (ESA) a Japonská agentura pro průzkum letectví a kosmonautiky (JAXA). Pokud by byl financován, dalekohled by byl vypuštěn na JAXA Nosná raketa H3.

The Ritchey – Chrétien dalekohled 2,5metrové zrcadlo (podobné velikosti jako zrcadlo Herschel Space Observatory ) bude vyroben z karbid křemíku, možná ESA vzhledem k jejich zkušenostem s dalekohledem Herschel. Hlavním posláním kosmické lodi by bylo studium hvězda a planetární formace. Bylo by to možné zjistit hvězdné školky v galaxie, protoplanetární disky kolem mladých hvězd a exoplanety, pomohl svým vlastním koronograf pro poslední dva typy objektů.

Popis

Hvězdárna by měla a daleko infračervený spektrometr a navrhuje se jeho nasazení v halo orbit okolo L2 bod. Konstrukce navrhuje použití radiátorů s V-drážkou a mechanických kryochladiče spíše než tekuté hélium ochladit zrcátko pod 8 K (-265,15 ° C)[2] (oproti 80 K. nebo zrcadlo chlazené pouze záření jako Herschel), který poskytuje podstatně větší citlivost v 10–100 μm infračervené pásmo (IR pásmo); dalekohled zamýšlel pozorovat infračervené záření s delší vlnovou délkou než Vesmírný dalekohled Jamese Webba. Jeho citlivost by byla více než dva řády nad oběma Spitzer a Herschel vesmírné dalekohledy.[2]

Kryogenní dalekohled s velkou clonou

SPICA by zaměstnávala průměr 2,5 m Ritchey – Chrétien dalekohled se zorným polem 30 obloukových minut.[16]

Ohniskové nástroje
  • SMI (SPICA střední infračervený přístroj): 12–36 μm
    • SMI-LRS (spektroskopie s nízkým rozlišením): 17–36 μm. Jeho cílem je detekovat emise prachu PAH jako vodítko vzdálených galaxií a emise minerálů z oblastí formování planet kolem hvězd
    • SMI-MRS (spektroskopie se středním rozlišením): 18–36 μm. Jeho vysoká citlivost na emise čar s relativně vysokým rozlišením vlnových délek (R = 2000) umožňuje charakterizaci vzdálených galaxií a oblastí formování planet detekovaných pomocí SMI-LRS
    • SMI-HRS (spektroskopie s vysokým rozlišením): 12–18 μm. Díky extrémně vysokému rozlišení vlnové délky (R = 28000) může SMI-HRS studovat dynamiku molekulárního plynu v oblastech formování planet kolem hvězd
  • SAFARI (SPICA Far-infrared Instrument): 35–230 μm
  • B-BOP (B-BOP znamená „B-pole s BOlometry a polarizátory“)[17]: Zobrazovací polarimetr pracující ve třech pásmech, 100 μm, 200 μm a 350 μm. B-Bop umožňuje polarimetrické mapování galaktických vláknových struktur ke studiu role magnetických polí ve vláknech a formování hvězd.

Cíle

Stejně jako v názvu je hlavním cílem dosáhnout pokroku ve výzkumu kosmologie a astrofyziky. Mezi konkrétní oblasti výzkumu patří:

  • Zrození a vývoj galaxií
  • Vznik a vývoj hvězd a planetárních systémů
  • Vývoj hmoty

Věda o objevu

  • Omezení emise základního stavu Н2 emise z první (populace III) generace hvězd
  • Detekce biomarkerů ve středním infračerveném spektru exoplanet a / nebo prvotního materiálu v protoplanetárních discích
  • Detekce Н2 halo kolem galaxií v místním vesmíru
  • S dostatečným technickým rozvojem koronografických technik: zobrazení jakýchkoli planet v obyvatelné zóně v nejbližších několika hvězdách
  • Detekce vzdálených přechodů polycyklických aromatických uhlovodíků (PAH) v mezihvězdném prostředí. Velmi velké molekuly, o nichž se předpokládá, že obsahují PAH, a které způsobují charakteristické rysy v blízké infračervené oblasti, mají vibrační přechody ve vzdálené infračervené oblasti, které jsou rozšířené a extrémně slabé
  • Přímá detekce tvorby prachu ve supernovách ve vnějších galaxiích a určení původu velkého množství prachu ve galaxiích s vysokým červeným posuvem

Viz také

Reference

  1. ^ A b "Nástroje hoboj SPICA". JAXA. Citováno 11. května 2016.
  2. ^ A b C d Mise SPICA. Domovská stránka SPICA.
  3. ^ A b C d SPICA - velký kryogenní infračervený kosmický dalekohled odhalující skrytý vesmír. (PDF). P.R. Roelfsema a kol. arXive; 28. března 2018.doi:10.1017 / pas.2018.xxx
  4. ^ A b C „ESA vybrala pro studium tři nové koncepty misí“. 7. května 2018. Citováno 10. května 2018.
  5. ^ Informační list SPICA / SAFARI. (PDF)
  6. ^ „SPICA: infračervený dalekohled pro ohlédnutí do raného vesmíru“. thespacereview.com. 4. května 2020. Citováno 6. května 2020.
  7. ^ André, Ph .; Hughes, A .; Guillet, V .; Boulanger, F .; Bracco, A .; Ntormousi, E .; Arzoumanian, D .; Maury, A.J .; Bernard, J.-Ph .; Bontemps, S .; Ristorcelli, I .; Girart, J.M .; Motte, F .; Tassis, K .; Pantin, E .; Montmerle, T .; Johnstone, D .; Gabici, S .; Efstathiou, A .; Basu, S .; Béthermin, M .; Beuther, H .; Braine, J .; Francesco, J. Di; Falgarone, E .; Ferrière, K .; Fletcher, A .; Galametz, M .; Giard, M .; et al. (9. května 2019). "Sondování studeného magnetizovaného vesmíru pomocí SPICA-POL (B-BOP)". Publikace Astronomické společnosti Austrálie. 36. arXiv:1905.03520. doi:10.1017 / pasa.2019.20. S2CID  148571681.
  8. ^ A b „SPICA již není kandidátem na výběr mise ESA M5“. ESA. 15. října 2020.
  9. ^ „SPICA již není kandidátem na výběr mise ESA M5“. JE JAKO. Citováno 15. října 2020.
  10. ^ A b SPICA - Aktuální stav. JAXA.
  11. ^ „Vesmírný infračervený dalekohled pro kosmologii a astrofyziku: Odhalování počátků planet a galaxií“.
  12. ^ Goicoechea, J. R .; Isaak, K .; Swinyard, B. (2009). „Výzkum na exoplanetě se SAFARI: zobrazovací spektrometr s dalekohledem IR pro SPICA“. arXiv:0901.3240 [astro-ph.EP ].
  13. ^ Zpráva o technickém přezkumu SPICA. ESA. 8. prosince 2009.
  14. ^ „Poslání SPICA“. Web SPICA. JAXA. Archivovány od originál dne 28. července 2011. Citováno 11. ledna 2011.
  15. ^ „Nový začátek mise SPICA“ (PDF). JAXA. únor 2014. Citováno 4. července 2014.
  16. ^ "Nástroje na palubě SPICA". www.ir.isas.jaxa.jp. Citováno 2. května 2016.
  17. ^ André, Ph .; Hughes, A .; Guillet, V .; Boulanger, F .; Bracco, A .; Ntormousi, E .; Arzoumanian, D .; Maury, A.J .; Bernard, J.-Ph .; Bontemps, S .; Ristorcelli, I .; Girart, J.M .; Motte, F .; Tassis, K .; Pantin, E .; Montmerle, T .; Johnstone, D .; Gabici, S .; Efstathiou, A .; Basu, S .; Béthermin, M .; Beuther, H .; Braine, J .; Francesco, J. Di; Falgarone, E .; Ferrière, K .; Fletcher, A .; Galametz, M .; Giard, M .; et al. (9. května 2019). "Sondování studeného magnetizovaného vesmíru pomocí SPICA-POL (B-BOP)". Publikace Astronomické společnosti Austrálie. 36. arXiv:1905.03520. doi:10.1017 / pasa.2019.20. S2CID  148571681.

externí odkazy