Notiek atpakaļskaitīšana Planck kosmosa teleskopam

Pētnieki izstrādā pilnīgu programmatūru Eiropas satelītu misijai

Atskatieties 13, 8 miljardu gadu laikā: Satelīts Planks ir paredzēts kosmiskā fona starojuma uztveršanai ar nepieredzētu precizitāti un tādējādi sniedz ieskatu Visuma dzimšanā. © ESA
lasīt skaļi

Ar nepieredzētu precizitāti Planck satelīts nākotnē ir jāklausās Lielā sprādziena atbalss un līdz ar to Visuma bērnistabā. Starptautiskās misijas, kurai paredzēts sākties 2009. gada 16. aprīlī, mērķis ir izmērīt kosmisko mikroviļņu fonu. Maks Planka pētnieki tagad ir pabeiguši svarīgu jaunā kosmosa teleskopa programmatūras komponentu un nodevuši to sadarbībai, kuru vada Eiropas Kosmosa aģentūra ESA.

Visas struktūras, piemēram, galaktikas, galaktiku kopas un pavedieni, kuras mēs šodien redzam Visumā, tika izveidotas 380 000 gadus pēc Lielā sprādziena, niecīgu matērijas blīvuma svārstību veidā. Tajā laikā Visums kļuva caurspīdīgs. Lielā sprādziena atbrīvotā gaisma joprojām atrodas kosmosā un to var izmērīt kā kosmisku mikroviļņu starojumu. Šis starojums sniedz patiesu priekšstatu par Visumu, kāds tas izskatījās pirms 13, 8 miljardiem gadu - tieši tajā laikā, kad tas kļuva caurspīdīgs.

Mikroviļņu fons, par kuru 2006. gadā tika piešķirta pirmā Nobela fizikas balva, parāda šīs sākotnējās blīvuma svārstības kā nelielas temperatūras svārstības. Tos pirms 40 gadiem paredzēja Rašids Sunjajevs, tagad Maksima Planka astrofizikas institūta direktors. Divdesmit piecus gadus vēlāk COBE satelīts to faktiski atklāja.

Planks mēra mikroviļņu starojumu

Planckas kosmiskais teleskops paredzēts izmērīt šo starojumu pusotru līdz divarpus gadus tā atrašanās vietā pie tā saucamā Saules / Zemes sistēmas Lagrangian punkta ar vienu augstas un vienas zemas frekvences instrumentu un deviņām dažādām frekvenču joslām. Nosakot temperatūras svārstības, Planks pētīs ne tikai mūsu Visuma sākumposmus.

No datiem zinātnieki cer uz atbildēm uz svarīgiem kosmoloģijas jautājumiem: Kas īsti notika lielā sprādziena laikā? No kādiem matērijas, starojuma un enerģijas veidiem sastāv mūsdienu visums? Cik tas ir vecs un kā veidojušās tā struktūras? displejs

Līdzīgi kā šajā simulācijā, Planks mikroviļņu gaismā varēja reģistrēt jauno Visumu. MPA Planck analīzes centrs

Inflācijas teorija uz testa stenda

Turklāt metrika varētu palīdzēt pārbaudīt inflācijas teoriju. Pirms Visums bija desmit līdz trīsdesmit piecas sekundes vecs, mēdz teikt, ka istaba ir eksplodējusi. Hipotētiskā enerģijas lauka niecīgajām kvantu svārstībām, kas virza šo kosmosa eksploziju, vajadzēja radīt sēklas tiem, kas redzami mikroviļņu diapazona blīvuma svārstībās, no kurām ir radušās mūsdienu galaktikas.

"Inflācijas teorija ar apgalvojumu atgriezt mūsu kosmosa pamatiezīmes šajā savādajā paplašināšanās laikmetā ir neticams priekšstats, kas jāpārbauda eksperimentāli, " viņš saka Torstens En linins, kosmologs un vācu Planck līdzdalības menedžeris, kurš atrodas Maks Planka astrofizikas institūtā Garchingā.

Logi Visuma agrīnajā posmā

Lai gan šo laikmetu, iespējams, nekad nevarēs izmērīt tieši, lai pārbaudītu inflācijas teoriju. Tomēr izmērāmās temperatūras svārstības mikroviļņu diapazonā satur ziņojumus no senākajiem laikiem, ko var nolasīt, izmantojot precīzus Planck mērījumus un statistisko datu analīzi. Projekts sola sniegt informatīvus rezultātus, precīzi izmērot šī starojuma polarizāciju. Tas varētu atvērt fantastisku logu Visuma sākumposmā.

"Šodienas idejas par sekundes pirmo daļu Visuma dzīvē var pārbaudīt, apstiprināt vai pilnībā pārskatīt ar šādiem precīziem polarizācijas mērījumiem, " saka zinātnieks no Gārdinga.

Izstrādāta misijas simulācijas programmatūras pakotne

Maks Planka astrofizikas institūts pārstāv Vāciju Plankas konsorcijā un pārņēma daļu no programmatūras izstrādes. Pēdējo desmit gadu laikā Parīzes un Triestes centriem ir izstrādāta misijas simulācijas programmatūras pakete: šī simulācija ģenerē sintētiskas datu plūsmas, kas ir tādas pašas kā reālās satelīta plūsmas. Tomēr viņiem ir zināmas precīzas tā Visuma īpašības, kas viņus varētu būt radījis. Tādējādi šī programmatūra ļauj pārbaudīt un optimizēt datu apstrādi - un tas ir diezgan sarežģīti.

Pārbaudot ikdienas datus, ko no satelīta nosūta uz zemi, un tā kalibrēšanu, deviņām instrumentu frekvenču joslām tiek ģenerētas atsevišķas debesu kartes. Atkarībā no viļņu garuma diapazona tas notiek dažādos datu apstrādes centros, - saka Volfgangs Hovests, programmatūras izstrādātājs Planck grupā Garching. Divos apstrādes centros Parīzē un Triestā šīs kartes pēc tam tiek pārveidotas dažādos avotos, piemēram, galaktiskajā radio starojumā, putekļu starojumā un kosmiskajā mikroviļņu starojumā.

Plānota galaktiku kopu izpēte

Sarežģītu datu apstrādes procesu koordinēšanai Planck komanda izstrādāja arī ar datu bāzēm atbalstītu grafisko darbplūsmas motoru Planck Process Coordinator (saīsināti - ProC). Šī ir neatņemama projekta programmatūras infrastruktūras sastāvdaļa. ProC ir nepieciešams, lai izstrādātu, izpildītu un uzraudzītu datu analīzes posmus.

Izmantojot Simulācijas paketi un procesa koordinatoru, Max Planck Astrofizikas institūts sniedz ieguldījumu Planck misijas būtiskajos komponentos. Tomēr tā arī intensīvi piedalīsies datu zinātniskā novērtēšanā. Papildus koncentrējumam uz kosmoloģiskiem rezultātiem tas attieksies arī uz astrofiziskiem objektiem tiešā nozīmē - piemēram, galaktiku kopu vai aktīvo galaktisko kodolu izpēte.

Sāciet no Kourou kosmosa ostas

Planks tiks palaists kopā ar Herschel satelītu ar Ariane 5 raķeti no ESA Kourou kosmosa ostas Francijas Gviānā (Dienvidamerikā). Paredzamais datums ir 2009. gada 16. aprīlis. Pāreja uz Saules / Zemes sistēmas otro Lagranža punktu prasīs apmēram trīs mēnešus.

Plānoti divi sešu mēnešu debesu pētījumi. Atkarībā no dzesēšanas šķidruma patēriņa (hēlijs-3) varētu būt iespējams ilgāks izpildes laiks ar līdz četriem ekrāniem.

(MPG, 03.02.2009. - DLO)