Planck rymdteleskop

Planck
Typ:	Rymdteleskop
Operatör:	Europeiska rymdorganisationen ESA
COSPAR-ID :	2009-026B
Uppdrag datum
Mått:	1921 kg (startvikt) / 28 kg teleskopvikt
Storlek:	Höjd 4,2 m, diameter max 4,2 m
Börja:	14 maj 2009, 13:12:02 UTC
Startplats:	CSG , ELA-3
Launcher:	Ariane 5 ECA
Driftstid:	4 år, 5 månader och 9 dagar
Status:	ur drift sedan 23 oktober 2013
Omloppsdata
Spårhöjd:	Lissajous kretsar kring Lagrange-punkten L 2 i jord-solsystemet

Planck (även Planck Surveyor hette) en mikrovågsugn - rymdteleskop av ESA för att utforska den kosmiska bakgrundsstrålningen .

uppdrag

Planck-teleskopet, som väger 1921 kg, fördes ut i rymden av en Ariane 5 ECA tillsammans med Herschels infraröda teleskop. Lanseringen ägde rum efter flera uppskjutningar den 14 maj 2009 kl 13:12 UTC från Center Spatial Guyanais nära Kourou . Efter det övre steget utbränd ades Planck satelliten utplaceras på 13:40 UTC några minuter efter Herschel teleskop på en mycket elliptisk jordomloppsbana mellan 270 och 1.197.080 km höjd, lutar 5,99 ° till ekvatorn. Från denna omlopp nådde satelliten sin Lissajous-bana runt Lagrange-punkten L _{2 i} jord-solsystemet efter flera banmanövrer .

Den 14 augusti 2013, efter 1554 arbetsdagar, drogs teleskopet ut från L2-punkten och placerades i en heliocentrisk bana, vilket säkerställer att det inte kommer att fångas av jorden under de närmaste 300 åren. Den 23 oktober 2013 stängdes Planck äntligen av.

nyttolast

Lågfrekvensinstrumentet (LFI)

Högfrekvensinstrumentet (HFI)

Satelliten har två olika instrument för att observera strålningen, ”High Frequency Instrument” (HFI) för det högre och ”Low Frequency Instrument” (LFI) för det lägre frekvensområdet. Tillsammans med satellitens två speglar bildar dessa instrument ett teleskop som är byggt på en kolfiberstruktur.

Nedanför teleskopet finns "Cryo Structure", som i huvudsak består av tre aluminiumsandwichskärmar och glasfiberstöd. Det tjänar till att optimera värmestrålningen och för att skydda teleskopet från den varma satellitkroppen. En temperatur på cirka 45 K uppnås passivt. LFI kyls till 20 K med en sorptionskylare i en sluten vätkrets. HFI kyls också till 4 K av en sluten heliumkrets. Genom att blanda flytande helium-4 och helium-3 kyls detektorerna i HFI slutligen till endast 0,1 K för att dämpa bruset. Denna kylmekanism i den kallaste delen av Planck är öppen; H. kylmediet går förlorat över tiden.

Lågfrekvensinstrument

Högfrekvensinstrument

Tekniska specifikationer

• Höjd: 4,2 m
• Diameter: max. 4,2 m
• Startvikt: 1,921 ton
• Huvudspegeldiameter: 1,75 m
• Teleskopets vikt: 28 kg
• Kylvätska: 1500 l helium
• Användningstid: 21 månader (planerat) , 29 månader uppnått (HFI), delvis drift i ytterligare 7 månader
• Omlopp : Lissajous -Bahn, 0,28 miljoner km × 0,28 miljoner km runt L2 jord-sol, nu solbana
• Totala kostnader: 600 miljoner euro

Vetenskapligt arbete

historia

Materie- eller energiinnehåll i universum vid den aktuella tidpunkten (ovan) och vid tidpunkten för frikoppling (nedan), 380 000 år efter Big Bang. (Observationer från WMAP- uppdraget till vänster, den senaste från Planck till höger). Uttrycket "atomer" står för "normal materia".

Projektet för en satellit för den exakta undersökningen av den kosmiska bakgrundsstrålningen grundades 1996 och skapades i samarbete mellan 40 europeiska och tio amerikanska institut med ESA. Satelliten ska bestämma temperaturfluktuationer i bakgrundsstrålningen i intervallet en miljonedel av en grad. Den utvärderades ursprungligen under namnet COBRAS / SAMBA och döptes senare till ära för Max Planck .

Mätning och utvärdering

Regelbunden observation började den 13 augusti 2009. Den första hela bilden av himlen slutfördes i juni 2010, men efterbehandling var nödvändig för att uppnå full noggrannhet. De första resultaten publicerades i januari 2011. Kylvätskan som krävs för att kyla HFI slutade den 16 januari 2012, LFI kunde användas i flera månader, vilket särskilt möjliggör bättre kalibrering av högfrekvensdata. Istället för de planerade två lyckades Planck till och med fem fullständiga skyundersökningar. Enligt beräkningar från de inblandade kommer utvärderingen av uppgifterna att ta minst ett år.

Plancks mål är att kartlägga den kosmiska bakgrundsstrålningen parallellt vid nio frekvenser mellan 30 och 857  GHz . Plancks vinkelupplösning, med värden mellan 4  bågminuter för högsta och 33 bågminuter för lägsta frekvenser, är mycket bättre än i jämförbara tidigare projekt COBE och WMAP .

Samtidigt erhålls observationer av förgrundsstrålningen från Vintergatan och galaxerna . Å ena sidan måste dessa störande effekter vara mycket välkända för att bestämma bakgrundsstrålningen, men är också av eget vetenskapligt intresse, t.ex. B. för en djupare förståelse av stjärnutveckling .

Enligt simuleringar av Gary Shiu och Bret Underwood från University of Wisconsin - Madison kan mätningarna från Planck-satelliten vara lämpliga för testning av strängteori .

Resultat

Jämförelse av resultaten av mätningar av bakgrundsstrålning av COBE , WMAP och Planck

Det första vetenskapliga resultatet var den kompakta källkatalogen för tidigt släpp , som presenterades i januari 2011 under Planck-konferensen i Paris.

Den 21 mars 2013 publicerades de första resultaten av Planck-samarbetet samtidigt i 24 publikationer. Följaktligen z. B. universums ålder ökade något från 13,7 miljarder år till 13,82 miljarder år. Den nya informationen om universumsammansättning ( mörk materia etc.) har också ändrats kvantitativt. Det som är slående är dock en liten asymmetri i fördelningen av materia.

Den 5 maj 2014 publicerades en karta över det galaktiska magnetfältet.

Kosmologiska parametrar för Planck-mätningarna

Wikipedia: WikiProject-händelser / tidigare / saknade

De kosmologiska parametrarna för teleskopmätningarna ges i följande tabell.

parameter	Ålder av universum (miljarder år)	Hubble-konstant (km / (Mpc s))	baryon densitet	Tät kall mörk materia	Tät mörk energi	Densitetsvariation vid 8h −1 Mpc	Scalar spektralindex	Reionization Optical Depth
symbol	${\ displaystyle t_ {0}}$	${\ displaystyle H_ {0}}$	${\ displaystyle \ Omega _ {b} h ^ {2}}$	${\ displaystyle \ Omega _ {c} h ^ {2}}$	${\ displaystyle \ Omega _ {\ Lambda}}$	${\ displaystyle \ sigma _ {8}}$	${\ displaystyle n_ {s}}$	${\ displaystyle \ tau}$
Planck bästa passform	13 819	67.11	0,022068	0.12029	0,6825	0,8344	0,9624	0,0925
Planck 68% yta	13,813 ± 0,058	67,4 ± 1,4	0,02207 ± 0,00033	0,1196 ± 0,0031	0,686 ± 0,020	0,834 ± 0,027	0,9616 ± 0,0094	0,097 ± 0,038
Planck + linsning Bästa passform	13,784	68,14	0,022242	0,11805	0,6964	0,8285	0,9675	0,0949
Planck + objektiv 68% yta	13,796 ± 0,058	67,9 ± 1,5	0,02217 ± 0,00033	0,1186 ± 0,0031	0,693 ± 0,019	0,823 ± 0,018	0,9635 ± 0,0094	0,089 ± 0,032
Planck + WP bästa passform	13.8242	67.04	0,022032	0.12038	0,6817	0,8347	0,9619	0,0925
Planck + WP 68% area	13,817 ± 0,048	67,3 ± 1,2	0,02205 ± 0,00028	0,1199 ± 0,0027	0,685 + 0,018 / -0,016	0,829 ± 0,012	0,9603 ± 0,0073	0,089 + 0,012 / -0,014
Planck + WP + HighL Bästa passform	13,8170	67.15	0,022069	0,12025	0,6830	0,8322	0,9582	0,0927
Planck + WP + HighL 68% intervall	13,813 ± 0,047	67,3 ± 1,2	0,02207 ± 0,00027	0,1198 ± 0,0026	0,685 + 0,017 / -0,016	0,828 ± 0,012	0,9585 ± 0,0070	0,091 + 0,013 / -0,014
Planck + linser + WP + highL Bästa passform	13,7914	67,94	0,022199	0.11847	0,6939	0,8271	0,9624	0,0943
Planck + linser + WP + highL 68% yta	13,794 ± 0,044	67,9 ± 1,0	0,02218 ± 0,00026	0,1186 ± 0,0022	0,693 ± 0,013	0,8233 ± 0,0097	0,9614 ± 0,0063	0,090 + 0,013 / -0,014
Planck + WP + highL + BAO Bästa passform	13,7965	67,77	0,022161	0.11889	0,6914	0,8288	0,9611	0,0952
Planck + WP + highL + BAO 68% intervall	13,798 ± 0,037	67,80 ± 0,77	0,02214 ± 0,00024	0,1187 ± 0,0017	0,692 ± 0,010	0,826 ± 0,012	0,9608 ± 0,0054	0,092 ± 0,013

Svälla:

litteratur

• Martin Hechler: banorna på rymdteleskopet Herschel och Planck. I: Stjärnor och rymd. Heidelberg 47.2008, nr 1 (jan.), S. 48-55. ISSN  0039-1263

webb-länkar

• Planck - ESA (engelska)
• Planck - ESA Science & Technology (engelska)
• Planck Science Team hem. ESA(engelska).; nås den 10 februari 2018 
• Planck vid Max Planck Institute for Astrophysics (engelska)
• Raumfahrer.net: Herschel och Planck: En titt bakom kulisserna
• Bernd Leitenberger: Bernd Leitenberger: Herschel och Planck
• Herschel-Planck Launch Kit (PDF; 1 MB)
• SpaceDaily: Coolaste rymdskepp någonsin i omloppsbana runt L2
• ESA-broschyr: BR-275 Planck
• Flyg 188 - Ariane 5 - Satelliter: HERSCHEL & PLANCK. EADS-Astrium, arkiverat från originalet den 23 december 2016 (engelska).; Hämtad 1 januari 1970 
• Himmelkarta över kosmisk bakgrundsstrålning (JPEG-fil, 13 MB)
• Himmelkarta över mikrovågsstrålning: bakgrundsstrålning och förgrundsstrålning (JPEG-fil, 0,9 MB)

anteckning

1. ↑ Enligt data från rymdteleskopet PLANCK ( ESA , 21 mars 2013) är värdena något korrigerade jämfört med WMAP: Synlig materia: 4,9%, mörk materia: 26,8%, mörk energi: 68,3%, ålder av universum: 13,82 miljarder år, Planck avslöjar ett nästan perfekt universum , åtkomst 9 oktober 2013

Individuella bevis

1. ^ ARIANE 5 - Uppgifter om Flight 188 av Stéphane Leboucher
2. ↑ ESA: Ariane 5 med Herschel och Planck lyfter av. 14 maj 2009, nås den 14 maj 2009 . 
3. ↑ Tweet - ESA Science, 15 augusti 2013
4. ↑ ESA: Senaste kommandot skickat till ESA: s Planck Space Telescope. 23 oktober 2013. Hämtad 23 oktober 2013 . 
5. ↑ ^{a b} Dominik Schwarz: Ytlig strålning. I: Physics Journal. Weinheim 2011, 10 (okt.), S. 20-21. ISSN  1617-9439
6. ↑ Stå inför Big Bang. I: Flieger Revue . Berlin 2009, 4 (april), s. 61-64. ISSN  0941-889X
7. ^ ESA: Planck Publicerade papper. 8 augusti 2011, nås 20 mars 2019 . 
8. ↑ ESA: s pressmeddelande (nås den 6 februari 2012)
9. ↑ World of Physics (öppnas den 6 februari 2012)
10. ^ Gary Shiu, Bret Underwood: Observation of Geometry of Warped Compactification via Cosmic Inflation. i: Physical Review Letters. New York 98.2007,5 (051301). ISSN  0031-9007 doi: 10.1103 / PhysRevLett.98.051301
11. Pl Planck-konferensen 2011 . Hämtad 22 mars 2013.
12. ↑ Planck Legacy Archive . Europeiska rymdorganisationen. Åtkomst den 30 december 2020.
13. ^ ESA: Planck Publicerade papper. 21 mars 2013, nås 23 december 2016 . 
14. ↑ Viktiga resultat från den 21 mars 2013 (enligt Spiegel.online/Wwissenschaft) , nås den 22 mars 2013.
15. ↑ Christopher Crockett: Vintergatans magnetfält kartlagt . I: Science News , 9 maj 2014. Hämtad 10 maj 2014. 
16. ↑ ^{a b} Se tabell 9 i Planck Collaboration: I. Översikt över produkter och vetenskapliga resultat . (eprint: 1303.5062– class = astro-ph.CO) I: Planck 2013 Results Papers . 2013.
17. ↑ Resultatpapper för Planck 2015 och 2013. Europeiska rymdorganisationen, åtkom 23 december 2016 . 
18. ↑ Planck-samarbete: XVI. Kosmologiska parametrar . (eprint: 1303.5076 - class = astro-ph.CO) I: Planck 2013 Results Papers . 2013.
19. ↑ Planck Mission ger universum ett skarpt fokus. Jet Propulsion Laboratory , 21 mars 2013, nås 21 mars 2013 . 
20. ↑ Planck avslöjar ett nästan perfekt universum. Europeiska rymdorganisationen, 21 mars 2013, öppnades 21 mars 2013 . 
21. Over D. Overbye: Universe as an Infant: Fatter Than Expected and Kind of Lumpy. New York Times , 21 mars 2013, öppnades 21 mars 2013 .