GECAM

GECAM A, B
Típus: Kutatási műholdak
Ország: Kínai NépköztársaságKínai Népköztársaság Kínai Népköztársaság
Operátor: Kínai Tudományos Akadémia
COSPAR-ID : 2020-094A , 2020-094B
Misszió időpontjai
Méretek: 2 × 163 kg
Kezdődik: 2020. december 9., 20:14 ( UTC )
Kiinduló hely: Xichang kozmodróm
Indító: Hosszú március 11
Üzemelési idő: 3 év (tervezett)
Állapot: aktív
Orbit adatok
Pálya magassága: 600 km
Pálya dőlésszöge : 29 °

GECAM , betűszó az Gravitációs hullám nagy energiájú elektromágneses ellentételezése All-sky Monitor ( kínai 引力波暴高能电磁对应体全天监测器) a projekt a hangsúly a laboratóriumi számára astroparticle fizika az Institute for High Energy Physics és a National Center hogy a Kínai Tudományos Akadémia Űrtudománya tanulmányozza a gravitációs hullámok forrásait két, egyenként 163 kg-os kis műhold segítségével, amelyek azonos pályán keringenek a föld felett a szemközti pontokban. A műholdak december 9-én 2020-ban egy rakéta típusú Changzheng 11 a Xichang Satellite Launch Center a Sichuan kezdődött. A projekt vezető tudósa Xiong Shaolin (熊少林) az asztrorészecskefizika fókuszlaboratóriumából.

történelem

2016. február 11-én a LIGO csoport kutatói beszámoltak a gravitációs hullámok első sikeres, 2015. szeptember 14-i közvetlen méréséről, amely két fekete lyuk összeolvadásakor keletkezett (katalógusszám GW150914). Röviddel a publikáció után, 2016 márciusában a Kínai Tudományos Akadémia Magas Energia Fizikai Intézete azt javasolta, hogy két elektromágneses jel detektorral rendelkező műhold keringjen a Föld körül, egymással ellentétes ponton, azonos pályán. 600 km magasságból a két műhold zökkenőmentesen figyelemmel kísérhette az űrt átfedő látómezőkkel. A gravitációs hullámok mérésére lézeres interferométereket használó LIGO obszervatóriummal együttműködve a műholdaknak azt kellett volna megfigyelniük, hogy a későbbi rövid, nagy energiájú események, például gamma-sugár tört, amikor két fekete lyuk, két neutroncsillag és esetleg egy fekete lyuk összeolvad egy neutroncsillaggal. Ezeket az eseményeket a gravitációs hullámok "elektromágneses megfelelőinek" ( elektromágneses megfelelőjének) is nevezik .

Megvalósíthatósági tanulmányt készítettek és vitára bocsátottak egy 2017. áprilisi ülésen. A projektet akkor is pozitívan értékelték a meghívott szakértők. Augusztus 17-én, 2017 után két héttel a francia-olasz gravitációs hullám detektorral Virgo a Cascina ben ismét üzembe szünet után néhány évvel, azt, együtt a két LIGO obszervatóriumok Hanford és Livingston regisztrált gravitációs hullám jel GW170817 , amely két neutroncsillag összeolvadásából származott . Alig 1,7 másodperccel később a Fermi gammasugaras űrtávcső rögzítette elektromágneses megfelelőjét, egy gamma- fényvillanást (GRB 170817A katalógusjelzés), amely az NGC 4993 galaxis kilonovájából származott . A következő napokban összesen 70 csillagvizsgáló figyelte meg az esemény utánvilágítását látható fényben, valamint infravörös , röntgen és rádió hullámhosszakon (katalógus neve AT 2017gfo). A műholdas koncepció átdolgozott változatában a Magas Energetikai Fizikai Intézet most a Szűzt javasolta további partnerintézményként. 2017 novemberében egy szakértői bizottság jóváhagyta az új koncepciót.

A projekt végső értékelésére 2018. március 19-én került sor , amelynek elnöke Wang Chi , a Nemzeti Űrtudományi Központ igazgatója volt. A Tsinghua Egyetem , az Űrfelhasználási Projektek és Technológiák Központja , a Hszincsiang Csillagászati ​​Obszervatórium és számos más intézmény szakértői széles körű konzultációt követően arra a következtetésre jutottak, hogy a GECAM műszakilag megvalósítható, világosan meghatározott célkitűzéssel és a az egyidejű, egész területre kiterjedő megfigyelés két műholddal jelentősen fejlett tudományt nyújtott. A projekt így megfelelt a finanszírozási irányelveknek, és 2018 decemberében a Tudományos Akadémia jóváhagyta az Űrtudományi kiemelt program forrásaiból történő finanszírozását .

2019 márciusában a Sanghaji Kínai Tudományos Akadémia Magas Energetikai Fizikai Intézete és a Microsatellites Innovációs Akadémiája Wu Ji irányításával megkezdte a hasznos teherkupola prototípusának építését az Űrtudományi Központtól. Az elektronikus rendszerek tesztjei 2019 augusztusában fejeződtek be, és ugyanezen év szeptember elején a hasznos teher kupoláját átadták a Kínai Űrtechnikai Akadémiának , ahol a műhold prototípusára szerelték és további teszteknek vetették alá. Ezeket sikeresen teljesítették 2019. november 4-én. Míg a műhold prototípusát hideg és vákuum érte a CAST-n, megkezdődött a kihelyezhető kupolák építése, amely 2020 májusában fejeződött be. 2020. november 14-én a Magas Energia Fizikai Intézet tudósainak egy csoportja elindult a Xichang kozmodromhoz, hogy a felszállás előtt elvégezzék az utolsó teszteket.

Építkezés

A két műhold, amelyek mindegyike 163 kg tömegű, és a Föld körül kering egy 600 km-es magasságú pályán, amely 29 ° -kal dőlt az Egyenlítő felé, félgömb alakú teherkupolát hordoz, amelyben 25 detektor található gammasugárzásra és 8 detektor töltőhordozókra mutat. távol a földtől . Az érzékelők egy energiával tartományban 6  keV 5 MeV, ezek érzékenysége 2 -8  erg / cm / s. Az olasz és az amerikai megfigyelőközpontok által a tényleges gravitációs esemény regisztrálásához használt lézeres interferométerekkel nehéz meghatározni a hullámok pontos eredetét. A GECAM műholdak itt döntő szerepet játszanak. Az érzékelőknek a kupola teljes felületén történő eloszlásával 1 ° pontossággal lokalizálni lehet a gravitációs hullámot röviddel követő gammasugár keletkezését. Független módszerrel a tudósok azonosíthatják azt a galaxist, ahol a LIGO és a Szűz által regisztrált gravitációs hullám esemény történt. 6 keV-nál az érzékelők effektív mérési tartományának kezdete alacsonyabb, mint a FAST-teleszkópon található GLAST Burst Monitor (10 keV) vagy a Swift műhold Burst Alert-teleszkópja (15 keV). Ezáltal a GECAM ideális olyan események megfigyelésére, mint a GRB 170817A gammasugár (lásd fent).

Amikor a műholdak gammasugár-vakut regisztrálnak, a Beidou kínai műholdas navigációs rendszer rövid üzenetüzenet-szolgáltatásán keresztül azonnal tájékoztatják a Xi'an műholdas irányító központot az esemény idejéről, irányáról és fénygörbéjéről . Hszian - a rövid üzenet szolgáltatáson keresztül is - tájékoztatta a projekt földi szegmensét az Országos Űrtudományi Központban. Ez pedig tájékoztatja a Magas Energia Fizikai Intézetet, amely viszont a saját hálózatán keresztül tájékoztatja a világ megfigyelőközpontjait az eseményről. Néhány perccel azután, hogy a műholdak gamma-sugárzást regisztráltak, a tudományos közösség tájékoztatást kap, és néhány nap alatt megfigyelheti az esemény utólagos megvilágítását a spektrum hosszabb hullámú régióiban. Néhány órával később közzéteszik az eseményt először megfigyelő műhold pontos dátumát. Bő tíz óra múlva következnek az adatok a második műholdhoz képest.

Tudományos célok

A gamma-sugárzás mellett a GECAM műholdaknak meg kell figyelniük a gravitációs hullámok más megfelelőit is, például a gyors rádiószakadásokat vagy a nagy energiájú neutrínókat . A kutatók azt remélik, hogy évente több gravitációs hullám eseményt regisztrálhatnak a LIGO és a Virgo együttműködésével. A műholdak optimális kihasználása érdekében a tervezett hároméves üzemidő alatt azonban röntgensugarakkal, pulzárokkal , mágnesekkel , árapályzavarokkal , napkitörésekkel és a Hypernovas által kibocsátott földi gammasugárzásokkal is foglalkozni kell .

Először egy gammasugár tört ki a GECAM B 2021. január 20-án, 7: 10: 49 UTC-kor, a NASA Fermi gammasugaras űrtávcsövével (7:10:44) párhuzamosan, 20 másodperces tartós esemény, amelyet a GRB 210120A megnevezés kapott. 60 másodperccel később a pekingi földi szakasz Beidou-n keresztül megkapta az első rövid üzenetet. A következő 10 perc során további adatok követték a fénygörbéket stb., Amelyeket azonnal továbbítottak a többi obszervatóriumba. Mivel ez az információs rendszer bizonyított ez alkalomból, a Magas Energetikai Fizikai Intézet és az Országos Űrtudományi Központ szándékában áll integrálni a jelenleg fejlesztés alatt álló Einstein Probe és Enhanced X-ray Timing és Polarimetry X-ray műholdakba . .

Lásd még

web Linkek

Egyéni bizonyíték

  1. ↑ a b 长征 十一 号 • 引力 波 暴 高能 电磁 对应 体 监测 器 双星 中科院 中科院 空间 科学 战略 先导 科技 专项 二期） 首发 星 • Hosszú március-11 • Gravitációs hullám nagyenergiájú elektromágneses megfelelője All-sky Monitor. In: űrrepülőgépek.cn. 2020. november 15., hozzáférés: 2020. december 8. (kínai).
  2. ↑ a b c d e Zheng Shijie és Xiong Shaolin: A GECAM misszió státusza. (PDF; 2,8 MB) In: spaceflightfans.cn. Hozzáférés: 2020. november 25 .
  3. B a b Fan Quanlin: Jelenlegi és jövőbeli űrkutatási missziók Kínában. (PDF; 3,9 MB) In: unoosa.org. 2019. március 25., 17. o. , Hozzáférés 2020. november 25. (angol).
  4. ↑ a b 王 涑:又来 了 一个 „双 11” 长 十一 火箭 11 战 连胜 „一箭 双星” 圆满 成功. In: mp.weixin.qq.com. 2020. december 9., hozzáférés: 2020. december 10. (kínai).
  5. ↑ a b c 引力 波 暴 高能 电磁 对应 体 全天 监测 器 （GECAM） 科学 目标 通过 评审. In: nssc.cas.cn. 2018. március 22., hozzáférés 2020. november 25. (kínai).
  6. ↑ 熊少林. In: ihep.cas.cn. 2019. január 9., Hozzáférés: 2020. november 25. (kínai).
  7. ↑ Benjamin P. Abbott és mtsai: Gravitációs hullámok megfigyelése bináris fekete lyukak összeolvadásából. (PDF; 914 KB) In: dcc.ligo.org. 2016. február 11., Hozzáférés: 2020. november 25 .
  8. ↑ Gunter Dirk rák: GECAM A, B (KX 08A, 08B). In: space.skyrocket.de. Letöltve: 2020. november 27. (angol).
  9. ↑ Lü Pin, Sun Xilei és Xiong Shaolin: Újszerű gammasugár-detektor a gravitációs hullám elektromágneses ellenjavítójának az egész égbolton (GECAM). (PDF; 814 KB) In: indico.ihep.ac.cn. 2017. május 24., Hozzáférés 2020. november 27 .
  10. ↑ Gravitációs hullámok és gammasugarak egyesülő neutroncsillagokból: GW170817 és GRB 170817A. (PDF; 518 KB) In: ligo.org. Letöltve: 2020. november 25 .
  11. ↑ GECAM双星计划:捕捉引力波高能辐射的天网. In: ihep.cas.cn. 2018. július 5., hozzáférés 2020. november 25. (kínai).
  12. ↑ GECAM卫星有效载荷通过初样研制总结暨转正样评审. In: ihep.cas.cn. 2019. november 8., Hozzáférés: 2020. november 27. (kínai).
  13. ↑ GECAM卫星有效载荷试验分队及科学应用试验队成立暨进场动员会在京举行. In: ihep.cas.cn. 2020. november 17., hozzáférés: 2020. november 27. (kínai).
  14. ^ A b Xin Ling: Kína két új gravitációs hullámú misszió tervét ismerteti. In: physicsworld.com. 2018. július 11, megtekintve 2020. november 28 .
  15. ^ Eli Waxman és John Bahcall: Magas energiájú neutrínók a kozmológiai gammasugaras robbant tűzgolyóktól. In: arxiv.org. 1997. január 30., hozzáférés: 2020. november 27 .
  16. ↑ 李国利 、 朱 霄 雄:我国 成功 发射 引力 波 暴 高能 电磁 对应 体 全天 监测 器 卫星. In: xinhuanet.com. 2020. december 10., hozzáférés: 2020. december 10. (kínai).
  17. ↑ Xiong Shaolin és mtsai: GECAM Flight Trigger of GRB 210120A. In: gcn.gsfc.nasa.gov. 2021. január 20., hozzáférés: 2021. január 28 .
  18. ↑ 刘义阳:北斗 再立新功！ „极目” 卫星 准 实时 下 传 伽马 暴 观测 警报. In: űrrepülőgépek.cn. 2021. január 28., hozzáférés: 2021. január 28. (kínai).