MAP航天器升空美国开始探测宇宙最古老光线,威尔金森各向异性探测器ca88

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美国宇航局:WMAP探测器加深对宇宙的认识

据现在现在飞行网站报道6月30日报道:
一颗用于探测宇宙中最古老光线的航天器,6月30日下午成功地从美国佛罗里达州卡纳维拉尔角的肯尼迪航天中心发射升空。这一探测器拍摄到的照片将帮助科学家研究宇宙的确切年龄、内容、形状以及宇宙的命运。这一探测器名为“微波各向异性探测器”,价值9500万美元,可以捕捉大爆炸之后的余辉。科学家认为,宇宙起源于100亿至170亿年前的一场大爆炸,自此一直在膨胀。大爆炸后的余辉是宇宙中最古老的光线,又被称为“化石光”。840公斤重的MAP将被投掷到了一个围绕地球的极扁的椭圆轨道上:短轴177公里,长轴289800公里。在随后的一个月内,MAP将进行三回合的椭圆轨道飞行,使轨道的远端最终接近月亮。然后,在8月份,月亮将处在MAP航天器的右侧位置。MAP将从椭圆轨道撤出并接受来自月球引力的投掷一样的助推,这样MAP航天器将被推进到飞向第二拉格朗日点的轨道上。第二拉格朗日点在距地球150万公里。MAP将成为第一颗绕L2运行的卫星。在L2点上,地球与太阳的共同引力将使得该卫星与地球同步行动,总是与太阳、地球构成三点一线。MAP所在的位置将不受地球和太阳辐射的干扰,这对于探测器的研究非常重要,因为它所探测的微波辐射强度只及太阳和地球辐射的10亿分之一。MAP可谓最敏感的航天器,由于它研究的光极其微弱,航天器必须格外稳定,不能有温度或电流变化,即使很小的变化也会影响测量结果。为了防止出现这种情况,MAP上的辐射测量仪用形如阳伞伞面的太阳能电池板遮挡,以保证辐射测量仪保持在零下185摄氏度。MAP探测器是“宇宙化石光探测计划”的一部分。这一计划共耗资1.45亿美元,由美国宇航局和美国普林斯顿大学合作实施。MAP探测器本该在去年11月升空,但因为要更换一些电子元件,所以发射被推迟。

  • 名称:威尔金森各向异性探测器
  • 制造商:美国宇航局戈达德航天飞行中心
  • 发射日期:2001年6月30日
  • 发射地点:佛罗里达州,卡纳维拉尔角
  • 轨道:L2拉格朗日点,李萨如轨道
  • 运载火箭:德尔塔Ⅱ7425-10
  • 名称:宇宙背景探测器(COBE)
  • 制造商:NASA戈达德航天飞行中心
  • 发射日期:1989年11月18日
  • 发射地点:加利福尼亚州,范登堡
  • 轨道:900公里(559英里,)倾角99°
  • 运载火箭:德尔塔A 5920
  • 纬度:北纬34度44分57.34秒
  • 经度:西经120度31分2.37秒

美国宇航局3月7日说,科学家对美国“威尔金森微波各向异性探测器”近5年的探测数据进行分析后,得出了有关宇宙中微子、宇宙演化和宇宙“暴胀”模型的三大新发现。这一屡获重要发现的探测器,又一次帮助科学家加深了对宇宙的认识。

有效载荷

  • ca88 ,两台差比微波辐射仪

有效载荷

  • 漫射红外线背景实验,差比微波辐射仪,远红外完全分光计

WMAP探测器于2001年6月30日发射升空,可对宇宙微波背景辐射进行高精度探测,按计划它将工作到2009年9月。

结构尺寸

  • 3.8米×5米

威尔金森各向异性探测器美国ca88 3

  威尔金森微波各向异性探测器(Wilkinson Microwave Anisotropy
Probe,简称WMAP)是NASA的人造卫星,目的是探测宇宙中大爆炸后残留的辐射热,2001年6月30日,WMAP搭载德尔塔II型火箭在佛罗里达州卡纳维拉尔角的肯尼迪航天中心发射升空。其目标是找出宇宙微波背景辐射的温度之间的微小差异,以帮助测试有关宇宙产生的各种理论。它是COBE的继承者,是中级探索者卫星系列之一。WMAP以宇宙背景辐射的先躯研究者大卫·威尔金森命名。

结构尺寸

  • 2.5米×4.9米

宇宙背景探测器(COBE)美国ca88 3

  宇宙背景探测器是以提供高精度的早期宇宙漫射辐射测量而开发的。它装备了三套设备-一套用来寻找宇宙红外线背景辐射,一套用来绘制各种不同的宇宙微波辐射,还有一套用来将背景辐射的光谱与精确的黑体(能吸收全部入射辐射的理论上的理想物体)进行比较。

按照目前科学界的理论,宇宙诞生于距今约137亿年前的一次大爆炸。微波背景辐射作为大爆炸的“余烬”,如幕布一样均匀分布于宇宙空间。测量宇宙中的微波背景辐射,可以“回望”早期宇宙,并了解宇宙中恒星和星系的形成过程,这也正是WMAP探测器所承担的主要任务。

结构特点研制历程使用情况

使用情况

1989年底发射的COBE卫星,被专门设计用来分析由伽莫夫和他的同事所首先推测的微波背景辐射结构中的微观细节,COBE的发射还有一项新任务:澄清背景辐射引起的早期困惑。

宇宙背景探测器(COBE)卫星在1992年取得的结果是科学证明——大爆炸理论,COBE卫星能用前所未有的精度(探测十万分之一变化的能力)探索天空,用无线电发回宇宙背景辐射的前所未有的最精确画面,结果再次证实了大爆炸理论以及更多的东西。

探测器上的液态氦于1990年9月21日耗尽,由探测器上装备的差比微波辐射仪继续进行实验,直到1993年12月23日之后这颗探测器被沃洛普斯飞行研究所当作工程训练和测试卫星使用。

2003年,WMAP探测项目科学家发布了首批探测成果,其中的重大发现包括:精确测定宇宙年龄为137亿年,确认目前宇宙中相当大比例的成分为暗能量,消除了科学界对暗能量是否存在的争议等。

结构特点

卫星的主体是一对1.4米×1.6米(4.6英尺×5.2英尺)背靠背的望远镜,能够从天空相距约140°的两点收集微波辐射并直接传入光学器件下面的10个接收器。

2006年,科学家又发布了WMAP探测器的3年期探测成果,进一步更新了有关宇宙的各项数据。美国宇航局此次公布的是WMAP探测器过去5年间收集到的数据,以及科学家对这些数据的最新分析结果。

研制历程

根据大爆炸宇宙模型(The Big
Bang),在宇宙年龄约30万年的时候,宇宙中的物质由电离状态转化成中性原子的状态,宇宙中的光子组分与实物退耦而变成微波背景辐射(CMB)。对于给定的宇宙模型,物理学家们可以精确的计算出CMB各向异性的功率谱,它是与宇宙模型的基本参数有关的,因而通过精确的测量宽角度范围的CMB功率谱,可以确定出各种宇宙模型的基本参数,判断哪些宇宙的模型更好的描述着我们的宇宙,而通过这些基本参数,我们可以知道许多宇宙学中的基本问题,比如空间的几何、宇宙中的物质组分、大尺度结构的形成和宇宙的电离历史等。CMB首先是由Penzias和Wilson(1965)发现的。

1992年,NASA的COBE卫星观测表明CMB是我们可以在自然界测到的最完美的黑体辐射谱,并且第一次给出了CMB各项异性的证据。但由于当时技术的限制,COBE的角分辨率只为7度,WMAP的角分辨率为13分,因而WMAP将能精确的回答上述许多基本问题。

美国宇航局戈达德航天中心的加里:欣肖在评价WMAP探测器的新发现时说:“我们是有史以来的第一代人,能获得有关宇宙如此详细且意义深远的测量数据。”

使用情况

维尔金森各向异性探测器(WMAP)是第一个从L2轨道运行的飞行器。它被放在一个高度椭圆的驻留轨道,然后使用自己的助推器并借助月球重力进行机动飞行。月球借力飞行发生在2001年7月30日,10月1日WMAP到达L2拉格朗日点上的大李萨如轨道,距离地球150万公里(932000英里)。每6个月WMAP进行一次全天扫描。

最初的观测周期是24个月,但是任务期被延长到6年。WMAP已经完成了4次全天扫描,目前主要聚焦在宇宙微波背景里面很微弱的极化信号。

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