Википедия

Укун (спутник)

«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].

Укун
кит. 悟空
Организация Китай Китайская академия наук
Другие названия Спутник для зондирования частиц темной материи
Волновой диапазон гамма
COSPAR ID 2015-078A
NSSDCA ID 2015-078A
SCN 41173
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/

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

править

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

править
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[1][12].

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

править

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

править
  1. ↑ 1 2 3 “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: 1 января 2021.
  4. ↑ 1 2 3 DAMPE (Dark Matter Particle Explorer) - nicknamed Wukong (англ.) (недоступная ссылка — история). ESA Earth Observation Portal. Дата обращения: 1 января 2021.
  5. ↑ DArk Matter Particle Explorer (англ.). dpnc.unige.ch. Дата обращения: 1 января 2021. Архивировано 9 марта 2021 года.
  6. ↑ 1 2 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: 1 января 2021.
  9. ↑ Overview (англ.). Aerospace Information Research Institute. Дата обращения: 1 января 2021. 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: 1 января 2021. Архивировано 17 мая 2020 года.
  11. ↑ The Plastic Scintillator Detector at DAMPE (англ.). arXiv®. Дата обращения: 1 января 2021. Архивировано 20 июня 2022 года.
  12. ↑ 1 2 Dark Matter Particle Explorer (DAMPE) (англ.). Spacecraft & Satellites. Дата обращения: 1 января 2021. Архивировано 17 апреля 2021 года.
  13. ↑ BGO - Сцинтилляционный кристалл германата висмута. АО «ЛЛС». Дата обращения: 1 января 2021.
  14. ↑ The GalMer database: galaxy mergers in the virtual observatory (англ.). aanda.org. Дата обращения: 1 января 2021. 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: 1 января 2021. Архивировано 9 ноября 2020 года.
  17. ↑ Китайский спутник может пролить свет на исследование темной материи (29 ноября 2017). Дата обращения: 1 января 2021. Архивировано 2 января 2022 года.
  18. ↑ China's Cosmic 'Monkey King' Satellite Looks for Dark Matter (англ.). Space.com. Дата обращения: 1 января 2021. Архивировано 16 января 2021 года.
  19. ↑ "Wukong" satellite overdue service for nearly 2 years (англ.). Дата обращения: 1 января 2021.

Ссылки

править
Источник — https://ru.wiki.x.io/w/index.php?title=Укун_(спутник)&oldid=140543081