Космическая обсерватория "Планк" (Planck), работающая в миллиметровом и субмиллиметровом диапазоне, была создана Европейским космическим агентством (ЕКА) и названа в честь немецкого физика, лауреата Нобелевской премии Макса Планка (1858-1947).
Ее главной задачей являлось измерение космического микроволнового фона — реликтового излучения от Большого Взрыва с точностью, ограниченной только фундаментальными астрофизическими пределами.
Разработка научного оборудования "Планка" началась в 1997 году. В 2000 году ЕКА приступило к разработке, подготовке и запуску "Планка".
Космический аппарат "Планк" имеет ширину 4,2 метра, высоту – 4,22 метра. Стартовая масса — 1,95 тонн.
Он состоит из двух основных узлов — сервисного модуля, который является теплой частью спутника, и аппаратурного модуля (холодная часть), включающего в себя два научных прибора и телескоп.
Телескоп сконструирован так, что помехи от источников, расположенных вне поля зрения, минимизированы. Телескоп собирает излучение от космического микроволнового фона и фокусирует его на фокальной плоскости научных приборов на борту — низкочастотного инструмента (The Low Frequency Instrument — LFI) и высокочастотного инструмента (The High Frequency Instrument — HFI).
Низкочастотный инструмент состоит из 22 микроволновых радиоприемников, которые работают в трех частотных каналах, в диапазоне частот от 27 до 77 гигагерц (диапазон длин волн 11,1 до 3,9 миллиметра).
Высокочастотный инструмент HFI предназначен для получения высокой чувствительности, многочастотных измерений диффузного излучения в диапазоне частот от 84 гигагерц до одного терагерца (диапазон длин волн от 3,6 до 0,3 миллиметра).
Сервисный модуль содержит всю аппаратуру теплой электронной части (субсистемы космической обсерватории, необходимые для ее функционирования и обработки полученных данных), а также вспомогательное оборудование.
Система контроля положения "Планка" осуществляет вращение аппарата со скоростью один оборот в минуту и выдерживает направление на Солнце с точностью 10 градусов от оси вращения, обеспечивая термическую стабильность и электропитание оборудования.
Для работы "Планка" была выбрана орбита вокруг точки Лагранжа L2 системы Солнце-Земля, которая расположена в 1,5 миллиона километров от Земли.
В этой точке космический аппарат находится всегда с ночной стороны Земли и вдали от микроволнового излучения Солнца, Земли и Луны, которое в противном случае можно спутать с сигналом от реликтового излучения. Еще одно достоинство этой точки – постоянная освещенность аппарата, при которой конструкция не испытывает переменных тепловых нагрузок. Кроме того, эта орбита держит "Планк" вне радиационных поясов Земли, которые в противном случае могли бы помешать наблюдениям.
Космическая обсерватория "Планк" вместе с инфракрасным телескопом "Гершель" была запущена 14 мая 2009 года с космодрома Куру (Французская Гвиана) на борту ракеты-носителя "Ариан-5".
Вскоре после запуска оба спутника разделились и направились на разные орбиты. "Планку" потребовалось около 60 дней, чтобы выйти на окончательную эксплуатационную орбиту вокруг L2.
Космический аппарат поддерживал связь с наземной станцией ЕКА, расположенной в Австралии, управление "Планком" осуществлялось Центром управления миссией (МОС) в Дармштадте (Германия). Спутник работал в автоматическом режиме, за исключением периодических контактов с Землей по три часа ежедневно, в течение которых сбрасывались все данные за прошедшие 24 часа. До 48 часов записи могли копиться в постоянной памяти компьютера на борту с помощью сжатия данных в три раза без потери информации. Во время сеансов связи "Планк" перерыва в наблюдениях не делал.
"Планк" начал обзор неба в середине августа 2009 года.
Первый сеанс сканирования он закончил в июле 2010 года. До середины января 2012 года "Планку" удалось выполнить пять полных сеансов сканирования с использованием обоих своих инструментов, высокочастотного HFI и низкочастотного LFI. В середине января специалисты зафиксировали, что в системе охлаждения HFI закончился гелий-3, и инструмент, которому необходимы низкие температуры, больше не сможет продолжать работу. Второй инструмент, LFI, охлаждаемый гелием-4 и работающий при более высоких температурах, продолжал функционировать еще больше года.
14 августа 2013 года после 1554 дней работы, "Планк" покинул свою орбиту вокруг точки Лагранжа L2. Аппарат был выведен на "орбиту захоронения". Новая траектория позволяет быть уверенным, что он не столкнется с Землей в течение следующих 300 лет.
Благодаря данным полученным с этого аппарата ученые смогли уточнить скорость расширения Вселенной — постоянную Хаббла. Ее новое значение оказалось равно 67,15 километра в секунду на мегапарсек. Это означает, что две галактики, разделенные расстоянием в один мегапарсек, или примерно 3 миллиона световых лет, разлетаются со скоростью около 67 километров в секунду. Кроме того, уточненное значение позволяет пересчитать и возраст Вселенной, который теперь оценивается в 13,82 миллиарда лет.
Телескоп также уточнил и "рецепт" Вселенной: по новым оценкам ученых, на долю обычной материи приходится 4,9% ее массы, на темную материю, которую пока удалось обнаружить лишь по косвенным признакам — 26,8%, несколько больше, чем считалось. Остальное приходится на еще более таинственную темную энергию, ответственную за ускорение расширения Вселенной.
Планируется, что 23 октября телескоп будет выключен.
Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников
