एक अरब सितारों के लिए बिलियन पिक्सल

अगले हफ्ते, एक अद्वितीय दूरबीन अंतरिक्ष में जाएगी, जो पृथ्वी के चारों ओर एक अरब सितारों को "गिन" सकती है।



आज, लगभग 2.5 मिलियन सितारों को सूचीबद्ध किया गया है। बेशक, यह संख्या आकाशगंगा की हमारी आस्तीन में भी सितारों की संख्या के अनुरूप नहीं है, हम ब्रह्मांड के बारे में क्या कह सकते हैं। हम केवल शेष संख्याओं के बारे में जानते हैं, केवल सिद्धांत और गणित के मॉडल पर आधारित है।

2000 में, यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी ने आधुनिक तकनीक का उपयोग करके सितारों की गिनती करने का निर्णय लिया। इस विचार ने गैया वैज्ञानिक मिशन का आधार बनाया, जिसे विकसित होने में 13 साल लगे और इसकी लागत 600 मिलियन यूरो से अधिक थी।




Gaia को कई वैज्ञानिक समस्याओं को हल करना चाहिए:

1) 20 बिलियन परिमाण तक चमक के साथ एक अरब सितारों का स्थान निर्धारित करें। यह चमक मानव आंख की तुलना में 400 हजार गुना कमजोर है।
2) इन तारों के स्पेक्ट्रम और फोटोमेट्री का निर्धारण करें। इस प्रकार, यह स्थापित करना संभव होगा कि किस प्रकार के तारों का अवलोकन वस्तुओं का है, और यदि आप भाग्यशाली हैं, तो उनके पास एक्सोप्लैनेट ढूंढें।
3) गैलेक्सी के हमारे "आधे" में तारों और बड़े गैलेक्टिक संरचनाओं के आंदोलन की गति को मापें।
4) गैलेक्सी के हमारे हिस्से का त्रि-आयामी नक्शा बनाएं।

टेलिस्कोप को सूर्य-पृथ्वी प्रणाली के बिंदु L2 पर लॉन्च किया जाएगा - जहां पृथ्वी और सूर्य के गुरुत्वाकर्षण को उड़ने वाले वाहन के केन्द्रापसारक बल द्वारा मुआवजा दिया जाता है।



वहां वह एक विशेष कक्षा में चले जाएंगे, जिसे "लिसाजस कक्षा" कहा जाता है।



यह माना जाता है कि अपने पांच साल के ऑपरेशन के दौरान, गैया पूरे आकाश का 70 सर्वेक्षण करेंगे। यह आपको तारों के स्थान को मैप करने, उनसे दूरी निर्धारित करने, उनके आंदोलन की दिशा और गति का मूल्यांकन करने की अनुमति देगा। यह लंबन प्रभाव का उपयोग करके प्राप्त किया जाएगा।



टेलीस्कोप हमारी आकाशगंगा को दो बिंदुओं से देखेगा, जैसे हम दो आंखों से देखते हैं, ताकि हम एक त्रि-आयामी छवि देखें और अंतरिक्ष में नेविगेट कर सकें। गैया के लिए, इन "आँखों" को दो स्थितियों से शूट किया जाएगा, जो कक्षा के विपरीत किनारों पर स्थित हैं।

गैया स्पेस टेलीस्कोप एक बैरल को एक बस के आकार जैसा दिखता है, लेकिन इसका डिज़ाइन अलग है, उदाहरण के लिए, हबल, जिसमें एक बेलनाकार आकार भी है। वास्तव में, गैया दो टेलीस्कोप हैं जो पक्षों को 102 डिग्री के कोण पर देखते हैं, और अंदर एक पेरिस्कोप की तरह व्यवस्थित होते हैं। दर्पणों की एक प्रणाली जो एक फोटोमेट्रिक्स पर दो दूरबीनों से तारों के प्रकाश को प्रोजेक्ट करती है।



Gaia की उत्कृष्ट क्षमताओं को काफी हद तक ब्रिटिश कंपनी e2v Technologies द्वारा निर्मित CCD मैट्रिक्स के उपकरण द्वारा समझाया गया है। यह स्पेस टेलीस्कोप पृथ्वी के बाहर सबसे बड़ा कैमरा बन जाएगा। इसका रिज़ॉल्यूशन 938 मेगापिक्सेल है, और मैट्रिक्स का भौतिक आकार 1 मीटर प्रति 50 सेमी है। पिछले रिकॉर्ड धारक - एक्सोप्लैनेट शिकारी केपलर का रिज़ॉल्यूशन 95 मेगापिक्सेल है।

एक साथ दो दूरबीनों से एक साथ चित्र प्राप्त करने की क्षमता न केवल मैट्रिक्स के आकार के कारण महसूस की जाती है, बल्कि इसकी संरचना और सॉफ्टवेयर सिग्नल प्रोसेसिंग भी होती है। वैज्ञानिकों ने फैसला किया कि तारों को अलग करने वाले अंधेरे को मैट्रिक्स पर अतिरिक्त स्थान नहीं लेना चाहिए और एक ही समय में दो पक्षों से प्रकाश का प्रोजेक्ट करने का फैसला किया, जिससे काम करने वाले पिक्सेल की संख्या एक पल में दोगुनी हो जाएगी।



सिग्नल कहाँ से आया, साथ ही अन्य वैज्ञानिक लक्ष्यों के कार्यान्वयन के लिए भ्रमित न होने के लिए, सीसीडी मैट्रिक्स को कई सक्रिय वर्गों में विभाजित किया गया है, जिनमें से प्रत्येक का अपना कार्य है।



टेलिस्कोप के घूमने के कारण, अनुमानित छवि बाएं से दाएं (यदि आप उनकी योजनाओं को देखें, तो वीडियो में - इसके विपरीत) चलता है। सबसे पहले, प्रकाश तत्वों के दो स्ट्रिप्स (बाईं ओर आरेख पर हल्का नीला) पर गिरता है, जिनमें से प्रत्येक एक टेलीस्कोप से डेटा प्राप्त करता है। उनके लिए धन्यवाद, एक स्टार मैप बनाया गया है। सौर कोशिकाओं की पहली पट्टी को ठीक करने के समय, प्रत्येक तारे को मैट्रिक्स पर अपनी "विंडो" आवंटित की जाती है, जो तारे से प्रकाश की गति के साथ-साथ चलती है। इस तकनीक के लिए धन्यवाद, प्रोसेसर भ्रमित नहीं करता है कि एक स्टार कहां से चमकता है।

किसी तारे का अवलोकन करते समय, मैट्रिक्स के चौड़े मुख्य भाग (आरेख में नीला) पर फोटोमेट्री की जाती है, अर्थात। तारे की चमक की डिग्री और चमक में परिवर्तन को प्रभावित करने वाली कुछ आंतरिक प्रक्रियाओं को मापा। यह इस समय है कि ग्रह के पारित होने को ठीक करने का एक मौका है: तथाकथित पारगमन विधि। एक भी अवलोकन पर्याप्त नहीं होगा, लेकिन जब 70 परीक्षाओं के परिणाम संक्षेपित किए जाते हैं, तो अधिक आत्मविश्वास से निष्कर्ष निकाला जा सकता है।
अनुमान है कि गैया 10 हजार से अधिक एक्सोप्लैनेट्स ढूंढने में सक्षम होंगे, जो केपलर की तुलना में लगभग तीन गुना अधिक है।

सेंसरों के गहरे नीले और लाल स्ट्रिप्स नीले और लाल रंग की तरंग दैर्ध्य पर स्पेक्ट्रोमेट्रिक अध्ययन करेंगे। इसलिए हम सितारों की रासायनिक संरचना, उनके तापमान और उम्र के बारे में अधिक सीखते हैं।

हरे रंग में चिह्नित सेंसर का समूह, डॉपलर स्पेक्ट्रोस्कोपी या रेडियल वेग द्वारा अनुसंधान के लिए अभिप्रेत है। रेडशिफ्ट का निर्धारण करके, विधि आपको कक्षा में घूमने वाले ग्रह की कार्रवाई के कारण तारे के विचलन को निर्धारित करने की अनुमति देती है।



टेलिस्कोप को समायोजित करने और जांचने के लिए चार सेंसर बनाए गए हैं।

जाहिर है, ऐसी टिप्पणियों को कक्षा में और तापमान में स्थिरीकरण में उच्चतम सटीकता की आवश्यकता होती है। ऑप्टिकल सेंसर को एक सिलिकॉन कार्बाइड प्लेट पर रखा जाता है, जो व्यावहारिक रूप से हीटिंग या कूलिंग की परवाह किए बिना इसकी मात्रा को नहीं बदलता है।



दूरबीन को 10.5 मीटर व्यास के साथ ढाल द्वारा सूरज की रोशनी से सुरक्षित किया जाता है। इससे मैट्रिक्स पर तापमान कम हो जाएगा और दर्पण -110 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाएगा। ऐसा ठंडा मैट्रिक्स शोर को कम करता है, जिसका अर्थ है कि यह प्राप्त आंकड़ों की गुणवत्ता में सुधार करता है।

लौकिक ठंड के बावजूद, मैट्रिक्स एक शक्तिशाली ताप हटाने प्रणाली से सुसज्जित है:



गैया रोजाना 50 जीबी डेटा बनाएगा, जो 10 एमबीपीएस एक्स-बैंड एंटीना की गति से प्रसारित होगा।

इस महत्वाकांक्षी परियोजना के परिणामों के अनुसार, हम न केवल सभी आसपास के सितारों को पुनर्गणना करेंगे, बल्कि हम अंत में विस्तार से कल्पना कर पाएंगे कि मिल्की वे आकाशगंगा कैसी दिखती है और इसके तीन आयामी मॉडल का निर्माण करती है।



गैया 19 दिसंबर, 2013 को फ्रेट बूस्टर ब्लॉक के साथ सोयुज लॉन्च वाहन पर फ्रेंच गुयाना के कौरो कॉस्मोड्रोम से उड़ान भरेगा। मैं आपको बताऊंगा कि यह कैसे होगा, क्योंकि मुझे लॉन्च के दौरान MCC में रहने का अवसर मिला।