Kepler (orbitālā observatorija)

Vikipēdijas raksts
Pārlēkt uz: navigācija, meklēt
Kepler
Kepler (orbitālā observatorija)
KA veids orbitālā observatorija
Organizācija: NASA, Karogs: Amerikas Savienotās Valstis ASV
Izgatavotāji Ball Aerospace & Technologies, Karogs: Amerikas Savienotās Valstis ASV
Starta datums 07.03.2009. 03:49:57 UTC
Starta vieta Kanaverala LC 17-B
Nesējraķete Delta II (7925-10L)
Darbības ilgums 7 gadi (plānots)
NSSDC ID 2009-011A
Tīmekļa vietne kepler.nasa.gov
Masa 1039 kg
Enerģija saules baterijas 1100 W
Orbītas elementi
Centr. ķermenis Saule
Periods 372,5 dienas
Afēlijs 1 AU

Kepler ir NASA orbitālā observatorija, kas paredzēta Zemei līdzīgo citplanētu meklēšanai. Misija sākotnēji plānota 3,5 gadiem, kuru laikā tiks novērots vairāk nekā 100 000 zvaigžņu spožums, lai atrastu periodisku planētu pāriešanu pāri zvaigznēm. Kosmiskais aparāts nosaukts 17. gadsimta zinātnieka Johannesa Keplera vārdā. Kepler ir NASA programmas Discovery desmitā misija.[1]

Kepler palaists 2009. gada 7. martā. Observatorija atrodas heliocentriskā orbītā, sekojot aiz Zemes. Tādējādi Zeme neaizklāj novērojamās zvaigznes, un tās var novērot nepārtraukti, kā arī nav gaismas traucējumu no Zemes. Citplanētas tiek meklētas 100 kvadrātgrādu lielā laukumā Gulbja un Liras zvaigznājā.

Pētījumus sākotnēji bija plānots veikt vismaz līdz 2012. gada novembrim.[1] 2012. gada aprīlī NASA paziņoja, ka Kepler misija pagarināta līdz 2016. gadam.[2]

2013. gada maijā paziņots, ka kosmiskajam aparātam sabojājušies žiroskopi.[3] 2014. gada maijā par diviem gadiem Kepler pagarināta zinātniskā misija.[4]

Uzbūve[izmainīt šo sadaļu | labot pirmkodu]

Kepler kosmisko aparātu uzbūvēja Ball Aerospace & Technologies Corp. NASA Reaktīvās kustības laboratorijas (Jet Propulsion Laboratory) vadībā. Eimsa pētījumu centrs ir atbildīgs par lidojuma kontroli un iegūto datu apstrādi.

Kepler ir 4,7 m augsts un 2,7 m plats. Starta brīdī aparāta masa bija 1052,4 kg, tai skaitā 562,7 kg pats aparāts, 478 kg fotometrs un 11,7 kg hidrazīns[5].

Enerģiju aparātam dod četri saules bateriju paneļi. To kopējā virsma ir 10,2 m². Saules baterijas spēj ražot vairāk kā 1100 W. Enerģija tiek uzkrāta 20 Ah lādējamā litija jonu akumulatoru baterijā.

Kosmiskā aparāta stāvokli stabilizē četri žiroskopi. Ik pēc 3,5 dienām tie ir "japārstartē", ko veic ar Kepler dzinēju. Lai "rupji" orientētos uz Keplera skata lauku, tiek izmantots zvaigžņu sensors. Savukārt precīzai orientācijai uz pētāmām zvaigznēm tiek izmantoti precīzās gidēšanas sensori.

Galvenā Kepler sastāvdaļa ir fotometrs. To veido Šmita teleskops ar 1,4 m platu primāro spoguli un 0,95 m apertūru. Teleskopam ir ļoti plašs redzes lauks (105 kvadrātgrādi). Tas ir 33 000 reižu lielāks kā Habla teleskopam. Fotometra uztverošo daļu veido 42 CCD matrices ar 95 megapikseļiem.

Lidojuma gaita[izmainīt šo sadaļu | labot pirmkodu]

Kepler palaists 2009. gada 7. martā 03:49:57 UTC ar nesējraķeti Delta II no Kanaveralas zemesraga Gaisa spēku stacijas. Pēc veiksmīgā starta kosmiskais aparāts izgāja sagatavošanās fāzi, kuras laikā tika veiktas sistēmu darbības pārbaudes un instrumentu kalibrācija. Sagatavošanās fāze ilga apmēram 60 dienas.

Kepler pirmais attēls

8. aprīlī 03:13 UTC tika atdalīts putekļu vairogs, kurš līdz tam sargāja teleskopa fotometru[6]. Nākamajā dienā tika uzņemts pirmais attēls[7]. Pēc attēla izpētes misijas speciālisti nolēma nedaudz koriģēt teleskopa iestatījumus. 23. aprīlī tika paziņots, ka ir veiksmīgi izdevies koriģēt primārā spoguļa stāvokli. Tas tika pārvietots uz fokusa plakni par 40 mikroniem un sagāzts par 0,0072 grādiem.

13. maijā 00:01 UTC Kepler oficiāli sāka zinātnisko darbu, uzsākot planētu meklējumus ap citām zvaigznēm[8]. Pirmos datus uz Zemi aparāts nosūtīja 19. jūnijā. Tika konstatēts, ka 15. jūnijā Kepler pirmoreiz bija pārslēdzies uz "drošo režīmu", kad tas lēnām rotē ap pret Sauli vērstu asi ar saules baterijām orientētām pret Sauli. Otrreiz tas notika 2. jūlijā. Abās reizēs pārslēgšanos izraisīja procesora pārstartēšanās. 3. jūlijā aparāts atgriezās normālā darba režīmā un nosūtīja uz Zemi nākamo datu grupu, kas bija sakrājusies kopš 19. jūnija[9].

14. oktobrī ieiešanu drošajā režīmā izraisīja sprieguma pazemināšanās procesora barošanas padevē. 18. novembrī notika aparāta trešā pārslēgšanās uz "drošo režīmu". Nākamajā dienā tas atsāka normālu darbību.

16. decembrī Kepler misijas vadība tika nodota no NASA Reaktīvās kustības laboratorijas (JPL), NASA Eimsa pētniecības centram.[1]

2010. gada 12. janvārī tika atklāta anomālija Kepler fokālā plāna daļā. Viens no 21 moduļa MOD-3, kurā ir divas CCD matricas, pārraidīja kļūdainus datus. Šo moduli nācās izolēt, līdz ar to kosmiskā aparāta skata lauku samazinot par pieciem procentiem.[10]

2. februārī aparāts atkal iegāja "drošajā režīmā", kuru izraisīja kļūmīgi dati no zvaigžņu sensora. 5. februārī tika atjaunota zinātniskās informācijas iegūšana. Aprīlī tika augšupielādēti programmatūras ielāpi, kas uzlaboja zvaigžņu sensoru darbību.

13. decembrī regulārajā sakaru seansā tika konstatēts, ka Kepler atrodas "rupjajā" orientācijā. Inženieri atklāja, ka pēc pēdējās žiroskopu "pārstartēšanas" kosmiskais aparāts nav pārgājis no rupjās un precīzo orientāciju. Misijas vadītājiem izdevās ātri pārslēgt aparātu uz precīzo orientāciju; bija zaudētas tikai 13 zinātnisko pētījumu stundas.[11]

22. decembrī ieiešanu "drošajā režīmā" izraisīja trokšņi Saules sensorā. 6. janvārī aparāts tika atgriezts normālā darbībā.[12]

2011. gada 1. februārī tika konstatēts, ka Kepler ir "drošajā stāvoklī" ar izslēgtu fotometru un zvaigžņu sensoru.[13] Kļūmi izraisīja kropļoti dati no zvaigžņu sensora. 7. februārī aparātu izdevās atgriezt atpakaļ normālajā režīmā.[14]

14. jūlijā sabojājās viens no četriem žiroskopiem, kas nodrošina kosmiskā aparāta precīzu stāvokli telpā. Tas normāli spēj darboties arī ar trīs žiroskopiem.[3]

2013. gada 17. janvārī NASA paziņoja, ka Kepler ir ievadīts režīmā ar izslēgtiem žiroskopiem. Tā kā viens no žiroskopiem signalizēja par palielinātu berzi, tad inženieri nolēmuši apstādināt visus žiroskopus un 10 dienām, kuru laikā pārkārtosies iekšējā smērviela. Tas varētu novērst berzi.[15] Mēnesi pēc šī "atpūtas" perioda tika konstatēts, ka berze žiroskopā atkal palielinājusies.[16]

2013. gada 15. maijā tika paziņots, ka žiroskops Nr. 4 vairs nekustas, un kosmiskais aparāts iegājis drošajā stāvoklī. Ja žiroskopu neizdotos atgriezt darbībā, observatorija vairs nevarētu veikt citplanētu novērojumus, bet to varētu izmantot citiem mērķiem. Speciālistiem izdevās atrast veidu, kā Kepler varēja veiksmīgi darboties ar diviem žiroskopiem. 2014. gada 30. maijā observatorija atsāka zvaigžņu novērojumus. Piešķirot 20 miljonus USD, NASA pagarināja zinātnisko misiju, sauktu par K2, līdz 2016. gad jūnijam.[4]

Pētījumu rezultāti[izmainīt šo sadaļu | labot pirmkodu]

2009. gada 6. augustā NASA sasauca preses konferenci, lai apspriestu Kepler sākotnējos darbības rezultātus. Preses konferences laikā tika paziņots, ka orbitālā observatorija ir apstiprinājusi jau agrāk zināmās citplanētas HAT-P-7b eksistenci. Tas liecina par to, ka aparāts darbojas labi un spēj atklāt Zemes lieluma citplanētas.

4. novembrī Kepler misijas zinātnieki publicēja datus par aptuveni 7500 jaunām maiņzvaigznēm. Tās visas sākotnēji tika uzskatītas par zvaigznēm ar citplanētām, bet pārbaudot izrādījās maiņzvaigznes. Informācija tika iegūta, analizējot kosmiskā aparāta sākotnējos datu sūtījumus.

2010. gada 4. janvārī tika paziņots, ka ar kosmiskā aparāta palīdzību atklātas piecas citplanētas: Kepler-4b, 5b, 6b, 7b un 8b. Tās visas ir "karsto Jupiteru" tipa, jo tām ir liela masa un ekstrēmas temperatūras (planētas ir no Neptūna lieluma līdz lielākām par Jupiteru).[17]

26. augustā žurnālā Science tika publicēts raksts par Kepler atklājumiem, ka pie Saulei līdzīgas zvaigznes Kepler-9 atklātas divas planētas Kepler-9b un 9c, kuras pēc masas ir mazākas par Saturnu.[18]

26. oktobrī Aarhus universitātē Dānijā tika sasaukta preses konferencē, kurā starptautiska zinātnieku grupa Kepler Asteroseismic Science Consortium (KASC) pastāstīja par par atklājumiem astroseismoloģijā, izmantojot Kepler datus. Vairākām agrāk labi izpētītām zvaigznēm tika izpētītas oscilācijas un noskaidrots to cēlonis.[19]

2011. gada 10. janvārī Kepler komanda paziņoja, ka atklāta pirmā cietas virsmas planēta, kura nosaukta par Kepler-10b. Tā ir 1,4 reižu lielāka par Zemi un uz šo laiku bija mazākā atklātā citplanēta.[20]

2. februārī tika paziņots, ka atklāta sešu planētu sistēma ap zvaigzni Kepler-11. Visas planētas ir lielākas par Zemi, lielākās pēc izmēriem ir salīdzināmas ar Urānu un Neptūnu.[21]

Atsauces[izmainīt šo sadaļu | labot pirmkodu]

  1. 1,0 1,1 1,2 NASA Transfers Kepler Mission Management to Ames Research Center NASA Ames Research Center RELEASE: 09-156AR, 2010-12-16 (angliski)
  2. NASA's Kepler Mission Awarded Mission Extension NASA Ames Research Center RELEASE: 12-33AR, 2012-04-04 (angliski)
  3. 3,0 3,1 Kepler's planet-finding mission may be at an end STEPHEN CLARK, SPACEFLIGHT NOW, 2013-05-15 (angliski)
  4. 4,0 4,1 Planet-hunting Kepler telescope back in action STEPHEN CLARK, SPACEFLIGHT NOW, 2014-06-03 (angliski)
  5. Mission quick facts
  6. Planet-Hunting Kepler Telescope Lifts Its Lid
  7. NASA's Kepler Captures First Views of Planet-Hunting Territory
  8. Kepler Mission Manager Update
  9. 2009 July 7. Mission Manager Update
  10. Kepler Mission Manager Update Mission News, 2010-01-19 (angliski)
  11. Kepler Mission Manager Update 2010-12-14 (angliski)
  12. Kepler Mission Manager Update 2011-01-07 (angliski)
  13. Kepler Mission Manager Update 2011-02-01 {[en ikona}}
  14. Kepler Mission Manager Update 2011-02-07 {[en ikona}}
  15. Kepler is Sick and Resting: “Mountain View, we have a problem” Cosmic Diary Network, 2013-01-17 (angliski)
  16. Kepler reaction wheel still problematic after mitigation STEPHEN CLARK, SPACEFLIGHT NOW, 2013-04-11 (angliski)
  17. NASA’s Kepler Space Telescope Discovers Its First Five Exoplane NASA News, 2010-01-04 (angliski)
  18. NASA's Kepler Mission Discovers Two Planets Transiting the Same Star NASA Ames Research Center, MEDIA ADVISORY: 10-73AR, 2010-08-26 (angliski)
  19. NASA's Kepler Spacecraft Takes Pulse of Distant Stars NASA Ames Research Center, Aarhus University Press Office, 2010-10-26 {[en ikona}}
  20. NASA'S Kepler Mission Discovers Its First Rocky Planet NASA Ames Research Center, 2011-101-10 (angliski)
  21. http://www.nasa.gov/mission_pages/kepler/news/new_planetary_system.html NASA's Kepler Spacecraft Discovers Extraordinary New Planetary System] NASA Ames Research Center, 2011-02-02 (angliski)

Ārējās saites[izmainīt šo sadaļu | labot pirmkodu]