Docieramy do istoty!

Transkrypt

1 HAAS W KOSMOSIE NR 05 / LIPIEC, 2013 Docieramy do istoty! Odkrywamy zagadkę SphinXa SphinX zdradza tajemnice Słońca Promienie X - Jak zobaczyć niewidoczne? Materiały źródłowe: Centrum Badań Kosmicznych / Polska Akademia Nauk HAAS FACTORY OUTLET A Division of Abplanalp Consulting ul. Kostrzyńska Warszawa tel. (22) hfo@abplanalp.pl

2 SŁOŃCE (łac. Sol, Helius, gr. Ἥλιος Hḗlios) gwiazda centralna Układu Słonecznego, wokół której krąży Ziemia, inne planety tego układu, planety karłowate oraz małe ciała Układu Słonecznego. Słońce to najjaśniejszy obiekt na niebie i główne źródło energii docierającej do Ziemi. Słońce jest oddalone od Ziemi o około 150 mln km, leży w Ramieniu Oriona w galaktyce Drogi Mlecznej, 26 tysięcy lat świetlnych od jej środka i około 26 lat świetlnych od płaszczyzny równika Galaktyki. Okrąża centrum Drogi Mlecznej z prędkością ok km/s w czasie ok. 226 mln lat, co daje ponad 20 obiegów w ciągu dotychczasowej historii gwiazdy. Chociaż najbliższa Ziemi gwiazda jest od dawna intensywnie badana, wiele dotyczących jej kwestii pozostaje nierozstrzygniętych. Nie poznano dokładnie mechanizmu podgrzewania zewnętrznych warstw atmosfery słonecznej do temperatur rzędu miliona kelwinów. Mechanizmy te próbuje się tłumaczyć na gruncie magnetohydrodynamiki.

3 HAAS W KOSMOSIE NR 05 / LIPIEC, 2013 Docieramy do istoty JAK HAAS WYZNACZA HORYZONTY? Jolanta Kowalska Marketing Manager, Abplanalp Consulting Szanowni czytelnicy! W kolejnym wydaniu HAAS W KOSMOSIE prezentujemy spektrometr rentgenowski SphinX, który działa na sondzie słonecznej Koronas-Foton. Urządzenie to zostało skonstruowane w centrum Badań Kosmicznych we Wrocławiu, w Zakładzie Fizyki Słońca z wykorzystaniem obrabiarek CNC Haas. Dzięki 4 detektorom, SphinkX bada zmiany miękkiego promieniowania rentgenowskiego - na tej podstawie oszacowano temperaturę korony Słońca. 1. SphinX - tajemnice słońca 2. Zagadka SphinXa 3. Promieniowanie X 4. Najjaśniejsza gwiazda 5. Ciekawostki Cykle słoneczne trwają średnio 11 lat, co oznacza, że aktywność najjaśniejszej gwiazdy jest stosunkowo regularna. SphinX jest najczulszym instrumentem na świecie, badającym promieniowanie korony słonecznej w okresie jego minimalnej aktywności. Pozwala to na wczesną rejestrację drobnych zmian, wskazujących na przebudzenie Słońca. Informacje takie mogą się np. przydać do stawiania hipotez na temat zmian klimatu Ziemi. Polecam zgłębienie tematu badania aktywności centralnej gwiazdy Układu Słonecznego. Życzę przyjemniej lektury. Jolanta Kowalska Marketing Manager Abplanalp Consulting Opracowanie: Rafał Przybyła, Ela Zocłońska na podst. materiałów Centrum Badań Kosmicznych / Polska Akademia Nauk 01

4 SphinX TAJEMNICE SŁOŃCA Słońce jest najbliższą gwiazdą, oddaloną od Ziemi o zaledwie jedną jednostkę astronomiczną (1 AU). Jest to najbliższa a przez to najlepiej zbadana gwiazda. Słońce badamy w sposób ciągły ponieważ zmiany zachodzące w jego wnętrzu mają istotny wpływ na życie na Ziemi. Znamy już jego zasadę działania, ale cały czas zbieramy informacje na temat istoty promieniowania słonecznego. Do tego potrzebny jest specjalistyczny sprzęt. Dlatego w czasie minimum słonecznego, w 2009 roku na orbitę ziemską został wysłany SphinX. SphinX to spektrometr rentgenowski, który działał na sondzie słonecznej Koronas-Foton. Został on skonstruowany w Centrum Badań Kosmicznych we wrocławskim Zakładzie Fizyki Słońca. W roku 2009 roku został wyniesiony rakietą Cyklon i pracował na orbicie do Spektrometr ten badał cząstki promieniowania słonecznego w zakresie od 0,5 do 15 kev w 256 kanałach. Pomiary mogły być wykonywane z maksymalną częstotliwością 100 Hz. Potrafił mierzyć ilość pierwiastków takich jak argon (Ar), wapń (Ca), żelazo (Fe), nikiel (Ni) w wietrze słonecznym. Geneza nazwy SphinX: Solar Photometer in X-rays Rysunek 1: Spektometr SphinX. Źródło: CBK. 02

5 HAAS W KOSMOSIE NR 05 / LIPIEC, 2013 Zagadka SphinXa MAŁY INSTRUMENT WIELKIE MOŻLIWOŚCI Wybrane metalowe elementy SphinXa zostały wykonane na obrabiarkach Haas. Rys. Konstrukcja wewnętrzna. Źródło: CBK 03

6 Zagadka SphinXa MAŁY INSTRUMENT WIELKIE MOŻLIWOŚCI MAŁY WIELKI INSTRUMENT SphinX to niewielki instrument o wadze poniżej 4 kg. Jego wymiary to 27x28 cm. Wszystkie elementy instrumentu zostały umieszczone na aluminiowej konstrukcji. Niektóre jego metalowe elementy zostały wykonane na obrabiarkach firmy HAAS. Charakterystyka SphinXa: Masa ~ 3.7 kg Moc ~10 W Telemetria ~ 60 MB/24 godziny (10x) Skompresowane dane ~ 0.5 GB/dzień Input Apertures Shutter motor with diaphragms 5 FOV limiters Engineering model Heat sink pipe 3 detectors Rys. Model inżynieryjny SphinXa. Źródło: CBK. 04

7 HAAS W KOSMOSIE NR 05 / LIPIEC, 2013 Promieniowanie X JAK ZOBACZYĆ NIEWIDOCZNE? DETEKTORY PROMIENIOWANIA X Na pokładzie SphinXa umieszczono 4 detektory, które pozwalały obserwować zmiany miękkiego promieniowania rentgenowskiego. Dzięki nim oszacowano temperaturę korony na 1,8 x 106 K w tamtym czasie. Promieniowanie X, które wykrywał SphinX to promieniowanie pochodzące z korony słonecznej czyli górnej warstwy atmosfery słonecznej. SphinX jako pierwszy zbadał promieniowanie w czasie minimalnej aktywności słońca. Do 2009 roku nie mieliśmy jeszcze zbadanego spektrum promieni X spokojnej korony. Rys. Detektory. Źródło: CBK. 05

8 Najjaśniejsza gwiazda CZUŁY NA ZMIANY JAK SPHINX Rys. Słońce widziane w promieniach X. Złożenie ujęć wykonanych w różnych etapach 11-letniego cyklu słonecznego. Źródło: NASA Cykle słoneczne trwają średnio 11 lat, co oznacza, że aktywność najjaśniejszej gwiazdy jest stosunkowo regularna. W trakcie intensynej aktywności promieniowanie rośnie, pojawiają się też liczne plamy na Słońcu. Z czasem zjawisko słabnie, by wkrótce znów się nasilić. SphinX jest najczulszym instrumentem na świecie, badającym promieniowanie korony słonecznej w okresie jego mini- malnej aktywności, co pozwala na wczesną rejestrację drobnych zmian, wskazujących na przebudzenie Słońca. Informacje takie mogą się np. przydać do prognozowania zmian klimatu Ziemi. 06

9 HAAS W KOSMOSIE NR 05 / LIPIEC, 2013 Ciekawostki SĄ RZECZY NA NIEBIE O KTÓRYCH NIE ŚNIŁO SIĘ... CYKL SŁONECZNY W chwili obecnej (sierpień 2013) Słońce znajduje się w maksimum swojego jedenastoletniego cyklu. Cykl słoneczny to okresowe zmiany na powierzchni i w atmosferze Słońca, wywołane zmianami jego pola magnetycznego. Trwa 11 lat a właściwie 22 lata. Promieniowanie rentgenowskie dzielimy na: TWARDE PROMIENIOWANIE RTG długość fali od 5 pm do 100 pm MIĘKKIE PROMIENIOWANIE RTG długość fali od 0,1 nm do 10 nm Rys. Słońce widziane w promieniach X. Złozenie ujęć wykonanych w różnych etapach 11-letniego cyklu słonecznego. Źródło: NASA. SŁOWNICZEK: KOSMODROM - kosmodrom [gr. kosmo- + drómos tor biegowy], port kosmiczny teren wraz z otaczającą go strefą ochronną, odpowiednio wyposażony i przystosowany do startu. PASY RADIACYJNE - obszary charakteryzujące się podwyższoną gęstością cząstek elektrycznie nieobojętnych, zwłaszcza protonów i elektronów, które utrzymywane są w bezpośrednim sąsiedztwie planet dzięki działaniu pola magnetycznego tych ostatnich. Istnienie pasów radiacyjnych stwierdzono jak dotąd wokół Jowisza i Ziemi (tzw. pasy Van Allena). PROMIENIOWANIE emisja energii w postaci strumieni cząstek lub fal elektromagnetycznych; inaczej: strumień cząstek lub fal elektromagnetycznych. PROMIENIOWANIE RENTGENOWSKIE inaczej: promieniowanie rtg, promieniowanie X, rodzaj promieniowania elektromagnetycznego, które jest generowane podczas wyhamowywania elektronów. Długość fali mieści się w zakresie od 10 pm do 10 nm. Zakres promieniowania rentgenowskiego znajduje się pomiędzy nadfioletem i promieniowaniem gamma. SFINKS (gr. Σφίγξ lub czasem Φίξ Fiks) mityczne stworzenie, przedstawiane zazwyczaj jako lew z ludzką głową. Wizerunek ten wywodzi się z czasów egipskiego Starego Państwa - tworzonym wówczas rzeźbom starożytni Grecy nadali nazwę, określającą żeńskiego potwora, "dusicielkę", wywodzącą się z greckiej mitologii. Najczęściej sfinksy opisywano jako strażników świątyń. Miały one strzec także grobów królewskich. Największym i najsłynniejszym wyobrażeniem mitologicznego stworzenia jest Wielki Sfinks z Gizy. 07

10 WYDAWCA: HAAS FACTORY OUTLET - A Division of Abplanalp Consulting ul. Kostrzyńska Warszawa Tel. (22) Tel. (22) Fax. (22) REDAKCJA Jolanta Kowalska Kierownik Marketingu kj@abplanalp.pl