Kepler (orbitālā observatorija)

Vikipēdijas lapa
Jump to navigation Jump to search
Kepler
Kepler (orbitālā observatorija)
KA veidsorbitālā observatorija
Organizācija:NASA, Karogs: Amerikas Savienotās Valstis ASV
IzgatavotājiBall Aerospace & Technologies, Karogs: Amerikas Savienotās Valstis ASV
Starta datums07.03.2009. 03:49:57 UTC
Starta vietaKanaverala LC 17-B
NesējraķeteDelta II (7925-10L)
Aktivitātes beigas30.10.2018.
Darbības ilgums9 gadi 7 mēneši 23 dienas
NSSDC ID2009-011A
SCN34380
Tīmekļa vietnehttp://kepler.nasa.gov/
Masa1039 kg
Enerģijasaules baterijas 1100 W
Orbītas elementi
Centr. ķermenisSaule
Periods372,5 dienas
Afēlijs1 AU
Kepler Vikikrātuvē

Kepler bija 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 bija NASA programmas Discovery desmitā misija.[1]

Kepler kosmosā tika palaista 2009. gada 7. martā. Observatorija atradās heliocentriskā orbītā, sekojot aiz Zemes. Tādējādi Zeme neaizklāja novērojamās zvaigznes, un tās varēja novērot nepārtraukti, kā arī nebija gaismas traucējumu no Zemes. Citplanētas tika 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]

2018. gada oktobrī Kepler beidzās degvielas krājumi, un tas tika izslēgts. Deviņu gadu laikā observatorija bija novērojusi 530 506 zvaigznes un atklājusi 2 662 zvaigznes.

Uzbūve[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

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

Kepler bija 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 deva četri saules bateriju paneļi. To kopējā virsma bija 10,2 m². Saules baterijas spēja ražot vairāk nekā 1100 W. Enerģija tika uzkrāta 20 Ah litija jonu akumulatoru baterijā.

Kosmiskā aparāta stāvokli stabilizēja četri žiroskopi. Ik pēc 3,5 dienām tie bija "jāpārstartē", ko veica ar Kepler dzinēju. Lai "rupji" orientētos uz Keplera skata lauku, tika izmantots zvaigžņu sensors. Savukārt precīzai orientācijai uz pētāmām zvaigznēm tika izmantoti precīzās gidēšanas sensori.

Galvenā Kepler sastāvdaļa bija fotometrs. To veidoja Šmita teleskops ar 1,4 m platu primāro spoguli un 0,95 m apertūru. Teleskopam bija ļoti plašs redzes lauks (105 kvadrātgrādi). Tas bija 33 000 reižu lielāks nekā Habla teleskopam. Fotometra uztverošo daļu veidoja 42 lādiņa saites matricaa ar 95 megapikseļiem.

Lidojuma gaita[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]

Kepler tika 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, kas 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 veiksmīgi ir izdevies koriģēt primārā spoguļa stāvokli. Tas tika pārvietots uz fokusa plakni par 40 mikroniem un sagāzts par 0,0072 grādiem.

2009. gada 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.

2009. gada 16. decembrī Kepler misijas vadību NASA Reaktīvās kustības laboratorijas nodeva 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]

2011. gada 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. gada jūnijam.[4]

2018. gada 30. oktobrī tika paziņots, ka Kepler ir beigušies degvielas krājumi, un tas tika izslēgts.

Pētījumu rezultāti[labot 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[labot 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[novecojusi saite]
  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 (angliski)
  14. Kepler Mission Manager Update 2011-02-07 (angliski)
  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 (angliski)
  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[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]