Перейти к содержанию

Укун (спутник)

Эта статья находится на начальном уровне проработки, в одной из её версий выборочно используется текст из источника, распространяемого под свободной лицензией
Материал из энциклопедии Руниверсалис
Укун
кит. 悟空
Организация Китай Китайская академия наук
Другие названия Спутник для зондирования частиц темной материи
Волновой диапазон гамма
Тип орбиты Солнечно-синхронная орбита
Дата запуска 17 декабря 2015 года
Место запуска Космодром Цзюцюань
Средство вывода на орбиту «Чанчжэн-2D»
Продолжительность Изначально 3 года (в январе 2019 продлена ещё на 2 года)[1]
Масса 1410 кг
Научные инструменты
Логотип миссии
Сайт pmo.cas.cn/dampe/

«Укун» (кит. упр. 悟空, пиньинь Wù Kōng) или «Постигнувший пустоту» (кит. упр. 悟 — познавать, постигать; 空 — пустой, пустота, англ. Dark Matter Particle Explorer, DAMPE), или Вуконг (Wukong) — первый китайский астрономический спутник[2] и астрофизическая обсерватория. Создана для сбора информации и исследования электронов и гамма-излучения, спектра космических лучей, высокоэнергетических элементарных частиц и выявления возможных признаков тёмной материи[3].

DAMPE наблюдает за высокоэнергетическими электронами и позитронами космических лучей, их зарядом и энергией, исследует галактические процессы и такие явления, как аннигиляция или распад слабо взаимодействующих массивных частиц (вимпов) — предполагаемых частиц определённого типа в составе тёмной материи[4].

Совместный международный проект Китайской академии наук (CAS), Швейцарского национального научного фонда (SNSF); Национального института ядерной физики (INFN), Италия[4]. Масса спутника 1900 кг, вес полезной нагрузки 1400 кг, потребляемая мощность 400 Вт, расчётный срок службы 3 года (цель — 5 лет)[5].

Запуск ИСЗ «Укун» осуществлён 17 декабря 2015 года с помощью ракеты-носителя «Чанчжэн-2D». Главным в команде исследователей, связанной с ИСЗ «Укун», является замдиректора обсерватории Цзыцзиньшань Чан Цзинь[6].

Название

ИСЗ «Укун» получил название по имени Сунь Укуна, персонажа романа «Путешествие на Запад», одного из четырёх китайских классических романов. Дословно название можно перевести с китайского как «Постигнувший пустоту» или «Познающий небытие», так как тёмная материя не имеет электромагнитного излучения, её невозможно наблюдать напрямую, поэтому в названии отражена информация о том, для чего предназначен спутник[7]. Оно было отобрано из более чем 30 000 вариантов, предложенных в рамках месячного публичного конкурса, проводившегося с 29 сентября 2015 года[6].

Оружием Сунь Укуна в «Путешествии на Запад» был посох с золотыми обручами (кит. упр. 金箍棒). По аналогии с ними заместитель главного конструктора проекта DAMPE Фань Ичжун назвал часть оборудования станции — кристаллические стержни — «хрустальным жезлом». Он сказал репортеру научно-технического ежедневника Science and Technology Daily: «Хрустальный жезл „Короля обезьян“ рассеивает „чёрные тучи“ тёмной материи» (кит. упр. «年富力强»的"悟空"还将继续服役)[8].

Оснащение

Наземный сегмент

Китайская наземная спутниковая станция дистанционного зондирования (RSGS) создана и введена в эксплуатацию в 1986 году. Наземный сегмент связи и слежения за спутником DAMPE состоит из пяти частей: Китайский центр управления, Центр миссий, Центр космических данных и три станции X-диапазона: в Миюне, Санье и Каши[9].

Спутник

Спутник представляет собой космический аппарат из несколько элементов, установленных друг над другом вертикально вдоль оси Z космического корабля (направление наблюдения)[10]:

Двухслойный сцинтилляционный детектор PSD — состоит из двухслойных, расположенных в шахматном порядке полос. PSD обнаруживает заряд космических лучей, а также служит детектором предотвращения совпадений для энергичных фотонов[11].

Кремний-вольфрамовый трекер — состоит из шести плоскостей слежения из двух ортогональных слоёв односторонних микрополосковых линий с общей поверхностью детектора около семи кв. м. С их помощью отслеживается направление гамма-лучей путём их преобразования в заряженные частицы, затем они исследуются с помощью прибора[12].

Калориметр BGO — содержит 308 стержней с кристаллами высокоэффективного поглотителя гамма-излучения — германата висмута[13]. Каждый стержень имеет размер 2,5 см в ширину, 60 см в длину и является самым длинным кристаллом BGO в мире. Пусковые колебания глушатся при помощи зазоров в 0,5 мм вокруг каждого кристалла, заполненных силиконовым эластомером. Это удерживает каждый кристалл на месте и предотвращает возможные повреждения. Падающие космические частицы взаимодействуют с кристаллами, генерируя импульс оптического света, который регистрируется фотоумножителями и каждым краем стержневого слоя. Калориметр чувствителен к частицам с энергией от 5 ГэВ до 10 ТэВ[12][1].

Нейтронный детектор — четыре больших сцинтилляционных детектора из легированного бором пластика. Каждый оснащён фотоумножителем для измерения причин световых вспышек от падающих нейтронных частиц, возбуждающих бор и генерирующих альфа-частицы и гамма-лучи. Гамма-лучи преобразуются в световые импульсы, регистрируемые прибором. Нейтронная активность частиц может быть обнаружена NUD в течение нескольких микросекунд[4].

Аналоговая схема считывания и сбора данных в основном состоит из восьми плат, работающих на основе среды программирования ANSI[14].

Статистические данные

Начиная с первого приёма цифровых данных 20 декабря 2015 года до 30 сентября 2020 года «Укун» произвёл 9 сканирований всего неба и зафиксировал около 8,69 млрд частиц высокой энергии. Каждый день утром и вечером (по пекинскому времени) «Укун» пролетает над воздушным пространством КНР, и три станции приёма цифровых данных в Миюне, Кашгаре и Санья принимают 16 гигабайт данных. В 2017 году исследовательская команда «Укун» опубликовала первую партию результатов: точно измеренный в космосе энергетический спектр электронных космических лучей; в 2019 году она опубликовала точно измеренный энергетический спектр протонов космических лучей, обнаруживший новую структуру, которая, по мнению исследователей, может быть следом находящегося поблизости источника космических лучей[1].

В течение 530 дней полёта спутник передал на Землю данные об обнаружении 1,5 миллионов космических электронов и позитронов выше 25 ГэВ[15][16], для которых характерно беспрецедентно высокое энергетическое разрешение и низкий уровень запыления[17].

Расчетный срок службы Wukong составлял три года[18]. С 20 декабря 2015 по 30 сентября 2020 года спутник «Укун» находился на орбите 1746 дней и совершил более 27,5 тысяч витков по солнечно-синхронной орбите на высоте 500 километров. Срок работы спутника в 2019 году был продлён ещё на два года[19].

Примечания

  1. Перейти обратно: 1,0 1,1 1,2 “悟空”巡天 有望揭开暗物质神秘面纱. «Синьхуа» (14 октября 2020). Дата обращения: 15 октября 2020. Архивировано 14 октября 2020 года.
  2. 暗物质粒子探测卫星“悟空”号研制历程 (кит.). обсерватория Цзыцзиньшань — DAMPE (17 ноября 2017). Дата обращения: 15 октября 2020. Архивировано 25 мая 2020 года.
  3. Китайский спутник "Укун" пролил новый свет на происхождение космических лучей. XINHUANET.com. Дата обращения: 2021-01-011.
  4. Перейти обратно: 4,0 4,1 4,2 DAMPE (Dark Matter Particle Explorer) - nicknamed Wukong (англ.). ESA Earth Observation Portal. Дата обращения: 2021-01-011.
  5. DArk Matter Particle Explorer (англ.). dpnc.unige.ch. Дата обращения: 2021-01-011. Архивировано 9 марта 2021 года.
  6. Перейти обратно: 6,0 6,1 Первый китайский спутник по изучению темной материи получил название «Укун». «Жэньминь жибао» (17 декабря 2015). Дата обращения: 15 октября 2020. Архивировано 17 октября 2020 года.
  7. Петрова М. А. Реалионимы китайской космической программы и способы их перевода на русский язык. Электронная биб-ка ТГУ (2019). Дата обращения: 8 января 2021. Архивировано 12 января 2021 года.
  8. “悟空”巡天 有望揭开暗物质神秘面纱 (кит.). XINHUANET.com. Дата обращения: 2021-01-011.
  9. Overview (англ.). Aerospace Information Research Institute. Дата обращения: 2021-01-011. Архивировано 8 мая 2021 года.
  10. Dark Matter Particle Explorer: The First Chinese Cosmic Ray and Hard γ-ray Detector in Space (англ.). nssc.cas.cn. Дата обращения: 2021-01-011. Архивировано 17 мая 2020 года.
  11. The Plastic Scintillator Detector at DAMPE (англ.). arXiv®. Дата обращения: 2021-01-011. Архивировано 20 июня 2022 года.
  12. Перейти обратно: 12,0 12,1 Dark Matter Particle Explorer (DAMPE) (англ.). Spacecraft & Satellites. Дата обращения: 2021-01-011. Архивировано 17 апреля 2021 года.
  13. BGO - Сцинтилляционный кристалл германата висмута. АО «ЛЛС». Дата обращения: 2021-01-011.
  14. The GalMer database: galaxy mergers in the virtual observatory (англ.). aanda.org. Дата обращения: 2021-01-011. Архивировано 15 марта 2022 года.
  15. [1].
  16. Direct detection of a break in the teraelectronvolt cosmic-ray spectrum of electrons and positrons (англ.). Springer Nature Limited. Дата обращения: 2021-01-011. Архивировано 9 ноября 2020 года.
  17. Китайский спутник может пролить свет на исследование темной материи (29 ноября 2017). Дата обращения: 2021-01-011. Архивировано 2 января 2022 года.
  18. China's Cosmic 'Monkey King' Satellite Looks for Dark Matter (англ.). Space.com. Дата обращения: 2021-01-011. Архивировано 16 января 2021 года.
  19. "Wukong" satellite overdue service for nearly 2 years (англ.). Дата обращения: 2021-01-011.

Ссылки