Himlakroppar & Satelliter
Föreläsning inom serien “Fysik – världen kring oss“, 10:e februari 2010
Julia K. Becker, Göteborgs Universitet
Vad är en satellit?
satellit (av latin
sate´lles, genitiv sate´llitis, 'livknekt',
'tjänsteande', 'hejduk'), naturlig eller konstgjord kropp i
bana kring en planet
Nationalencyclopedin
Î naturliga satelliter (månen, jupiters månar, ...)
Î konstgjorda satelliter
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
3 delar
1.
Rymdfärd – historia och satellitbanor
2.
Att planera en satellit
3.
Astrofysik med satelliter
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Första satellit: Sputnik 1
¾
Sergey Korolev (1907-1966),
“Chief Designer“, identitet
hölls hemligt till hans död
¾
04:e Okt 1957 – Sputnik 1
¾
vikt:
83 kg
•
mer än halva vikten:
batterier!
¾
diameter:
58 cm
¾
“Beep“ – signal kunde
detekteras med amatör-radio
¾
Batterierna fungerade i 21
dagar, inga signaler efter det
¾
Sputnik återvände till jorden i
januari 1958, efter 58 dagar
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Första däggdjur i rymden
¾
Sputnik 2 - 03:e Nov 1957,
Sovietunion
¾
Hunden Lajka ombord
¾
vikt:
508 kg
¾
höjd:
1.2 meter
¾
efter 10 dagar (eller redan
efter några timmar?) dör
Lajka
¾
Brist på tid ... skepp utan
möjlighet att ta hem hunden
levande
http://www.nytimes.com/partners/aol/special/sputnik/laika.1.jpg.htmlMånens baksida
¾
Luna 3, Sovietunion
¾
07:e Okt 1959
¾
Vikt:
279 kg
¾
Diameter:
1.2 meter
¾
Kamera ombord, med 40
bilder
¾
Bilderna framkallades
automatiskt på rymdskeppets
hemresa
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Första människan i rymden
¾
12:e april 1961,
Sovietunion
¾
Juri Gagarin
blir första
människan som reser
till rymden
¾
Vostok 1
•
Vikt:
4700 kg
•
diameter:
2.4
meter
http://www.nasa.gov/mission_pages/shuttle/sts1/gagarin_anniversary.html10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Månlandning 1969
¾
20:e juli 1969, Apollo 11
(USA)
¾
Vikt:
47 000 kg
¾
Neil Armstrong, Edwin Aldrin
& Michael Collins
¾
Bara Armstrong & Aldrin fick
lämna skeppet...
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Första rymdturisten
¾
2001: Dennis Tito betalar
20miljoner $
för att resa till
International Space Station
¾
8 dagar
i rymden (färd till ISS,
uppehåll på ISS & hemresa)
¾
Resan organiserades av
Space Adventures Ltd
,
¾
http://www.space-tourism.ws/space-adventures.html
¾
Sedan dess flera rymdturister
genom Space Adventures Ltd
¾
Æ när är det din tur?
http://www.space-tourism.ws/dennis-tito.htm
Teori och praxis
¾
Vilken
fysik
krävs för att skicka upp satelliten?
¾
Vilka
banor runt jorden
finns det?
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Satellitbanor
¾
Centrifugalkraften verkar utåt
•
F
c
= m*v
2
/r
¾
Gravitationskraften verkar inåt
•
F
g
=m*M*G/r
2
¾
Stationär bana runt jorden:
•
F
c
= F
g
¾
Interplanetär mission:
•
F
c
> F
g
v
r
jordens massa M
satellitens massa
m
F
gF
c10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Viktig att tänka på
1.
m
¾
satellitens massa
¾
ju tyngre satelliten desto
svårare att skicka upp
den
2.
v
¾
Satellitens hastighet –
¾
vill jag skicka den på en
stationär bana eller på
en interplanetär mission
3.
r
¾
Satellitens radius runt
jorden
v
r
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Olika Satellitbanor
¾
Låg jordbana
•
Low Earth Orbit (LEO)
•
0 – 2000 km
¾
Medium jordbana
•
Medium Earth Orbit
(MEO)
•
2000 km – 36 000 km
¾
Geostationär bana
•
36 000 km
¾
Hög jordbana
•
High Earth Orbit (HEO)
•
>36 000 km
http://physics.uoregon.edu/~jimbrau/BrauImNew/Chap02/FG02_26.jpg
Satelliter
0 km – Sea level
37.6 km – Self Propelled Jet Aircraft 215 km – Sputnik 1
340 km – International Space Station 595 km – Hubble Space Telescope 700 – 1700 km – Polar orbiting satellites
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Låg jordbana – LEO
¾
0 km – 2000 km
¾
90min runt jorden
¾
Satelliter:
•
kommunikation (krävs
lite energi att skicka
upp satelliten)
•
ISS (319.6 km –
346.9 km)
•
...
http://sparkleberrysprings.com/v-web/b2/index.php?m=200601
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Space shuttle
¾
2 Solid Rocket Boosters (SRBs),
80 percent of launch thrust.
¾
Rust-colored External Tank
(ET), feeds fuel to three Space
Shuttle Main Engines (SSMEs)
during launch
¾
The orbiter, serves as the
crew's home in space and is
equipped to dock with the
International Space Station.
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Satelliter
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/82/Orbitalaltitudes.jpg
0 km – Sea level
37.6 km – Self Propelled Jet Aircraft 215 km – Sputnik 1
340 km – International Space Station 595 km – Hubble Space Telescope 700 – 1700 km – Polar orbiting satellites
20 350 km
Medium jordbana – MEO
¾
2000 km – 35 786 km
¾
positioneringssystem,
kring ~ 20 000 km
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Positionsmätning
¾
Mät
tiden
det tar för
signalen
mellan satelliten
och objektets position
(tex
bilen)
¾
Man vet då på vilket
avstånd objektet befinner
sig, men inte var exakt på
sfären
¾
2, 3, 4, ... satelliter
: exakta
positionen kan bestämmas
genom att jämföra sfärerna
http://www.kowoma.de/gps/Positionsbestimmung.htm
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
GLObal NAvigation Satellite System
¾
Ryskt system
¾
19 100 km höjd
¾
1976 – första satelliterna
¾
1991 – gobal täckning
¾
~ 24 satelliter
•http://de.wikipedia.org/wiki/GLONASSSatellit i GLONASS Systemet
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Global Positioning System (GPS)
¾
Amerikanskt system
¾
Sedan ~ 1979
¾
1983 – Öppning till
intern. civilbefolkningen
efter att ett koreanskt
flygplan sköts ner av
Ryssland, för att det
hade flygit fel
¾
På
20 200 km
höjd
¾
24 satelliter
http://de.wikipedia.org/wiki/Global_Positioning_System
ESA
Galileo systemet
¾
Europeiskt system (EU och European
Space Agency ESA)
¾
23 222 km höjd
¾
2004 – testsatelliter (GIOVE)
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Noggranhet
¾
Noggrannhet på vanligtvis
~ 20 meter
¾
Exakta värdet beror på hur många
satelliter
som är
synlig från positionen där man befinner sig
¾
Dyra, professionella system kan nå en noggrannhet
mindre än en meter
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
¾
Selected Availability, avstängd Maj 2002
¾
Atmosfären
¾
Husväggar
Källor för mätfel
http://www.kowoma.de/gps/Fehlerquellen.htmostörd rymd
Störd utspridning
Ionosfär
Troposfär
oreflekterad
signal
reflekterad signal
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Noggrannhet/Mätfel
¾
Ionosfären
Æ positionsfel ~ ± 5 meter
¾
Avvikelse av Satellitbanorna
Æ positionsfel ~ ± 2.5 meter
¾
Mätfel på satellitklockorna
Æ positionsfel ~ ± 2 meter
¾
Troposfären
Æ ± 0.5 Meter
¾
Räkneosäkerhet
Æ positionsfel ~ ± 1 meter
¾
Totalt är noggrannheten på positionsmätningen ~
10-20
meter
Satelliter
0 km – Sea level
37.6 km – Self Propelled Jet Aircraft 215 km – Sputnik 1
340 km – International Space Station 595 km – Hubble Space Telescope 700 – 1700 km – Polar orbiting satellites
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Geostationär bana – radie?
¾
Centrifugalkraften verkar utåt
•
F
c= m*v
2/r
¾
Gravitationskraften verkar inåt
•
F
g= m*M*G/r
2¾
Stationär bana runt jorden:
•
F
c= F
g¾
Geostationär bana:
•
v =
Z
* (R + h),
Z = vinkelfrekvens
•
M = 6*10
24kg
•
G = 6.67 * 10
-11m
3/s
2/kg
•
R = 3670 km
¾
Î h = 36 000 km
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Geostat.gif10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Interplanetär mission
¾
Mål: Utforska planeterna och asteroiderna i solsystemet
¾
Resan till
•
Mars
(Mars Odyssey, Mars Express, Mars
Reconnaissence Orbiter, ...), ~ 1.5 år
•
Jupiter
(Galilei – ankomst 1995, ...), ~ 6 år
•
Saturnus
(Cassini-Huygens – ankomst 2004), ~ 7 år
•
asteroiderna Vesta & Ceres (DAWN)
•
Utanför solsystemet
(Voyager 1 & 2)
¾
Lång resa (>1.5 år för en enkel resa), energi/tid...
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Resan till mars
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Resan till mars
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Bemannad mission till mars?
¾
Resan tar ~1.5 år
¾
Kosmisk strålning:
radioaktivitet!?
¾
Typiska tidsintervall på
ISS ~ 6 månader
Æ leva
i gravitationsfri rymd i
flera år!?
¾
Psykologi?
¾
dessa och andra frågor
måste besvaras först
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Voyager satelliterna
Voyager 2¾
2 satelliter
¾
uppskjutning 20:e
augusti 1977
¾
Voyager 1 – till jupiter,
saturnus och sedan ut
ur solsystemet
¾
Voyager 2 – till uranus
& neptunus, sedan ut
ur solsystemet
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
“Swing-by“
http://www.bernd-leitenberger.de/swingby.shtml
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Extra energi: “Gravity Assist“
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Avbromsining: “Gravity Assist“
http://www.nasa.gov/mission_pages/dawn/mission/index.html
Sammanfattning Del 1
¾
Första satellit 1957, första bemannad satellit 1961
¾
Banor runt jorden
•
Low Earth Orbit (e.g. Hubble och ISS)
•
Medium Earth Orbit (kommunikationssatelliter, e.g. GPS,
Galilei)
•
Geostationär bana
•
High-Earth Orbit (oftast astronomi-satelliter)
¾
Interplanära färder
•
Mars, Jupiter, ...
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Del II
1.
Rymdfärd – historia och satellitbanor
2.
Att planera en satellit
3.
Astrofysik med satelliter
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Varför (I) – mäta atmosfärens egenskaper
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Varför (II) – “Earth science“
¾
kartlägga jorden, havsbottnens
struktur, etc.
¾
Earth Observing System (NASA):
•
“long-term global observations of
the land surface, biosphere, solid
Earth, atmosphere, and oceans“
http://nasascience.nasa.gov/earth-science/oceanography/physical-ocean/ocean-surface-topography
Byrd Glacier, Antarctica
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Varför (III) - Vädersatelliter
http://history.nasa.gov/SP-4312/p143.jpg
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Varför (IV) - kommunikation
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Varför (V) bosätta planeter...
¾
BILD
PLANETENBESIEDLUNG!!!!!
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Att planera en satellit
¾
Raket
¾
Satellitdesign
¾
Payload
¾
Styrning
¾
Betalningssätt
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Att planera en satellit
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Raketen
¾
En satellit väger ungefär flera kg up till flera 1000 kg
•
(ISS ~ 344 tusen kg)
¾
Behöver tillräcklig energi (= hastighet) för att få
satelliten i en omloppsbana
Raketprincipen: Newtons tredje lag
¾
Luftens partiklar skapar
ett lika stort tryck åt alla
håll
¾
Men med ett hål i botten
skapas en obalans i
kraften på balongen
¾
Luften släpps nedåt,
ballongen flyger upåt
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Raketprincipen
http://www.qrg.northwestern.edu/projects/vss/docs/media/Propulsion/chem-propulsion.gif
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Bygg din egen raket
http://ramaidee.bgcc.at/experimente/dieLuftballonrakete
Du behöver:
1. tejp
2. tråd
3. klädnypa
4. 1 ballong
5. 1 sugrör
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Exempel – Swift uppskjutning
¾
“Fairing“
Æ skydd
¾
“Three-stage rocket“
Æ
uppskjutning sker i tre faser
•
fas 1 – stort massflöde
Æ
stor acceleration
•
fas 2 – mindre massflöde,
hålla hastighet hög
•
fas 3 – låg massflöde, hålla
hastighet hög
•
slipper “dödvikt“
Æ man
släpper de första stegen
efter fasen
¾
Satellitens avkoppling
http://heasarc.gsfc.nasa.gov/docs/swift/news/2004/swift_presskit.pdf
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Att planera en satellit
¾
Raket
¾
Satellitdesign
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Satellitens design
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Tre-axel och spinn stabilisering
¾
Tre-axel stabiliserad satellit
¾
Spinn-stabiliserad satellit
http://heasarc.gsfc.nasa.gov/docs/hakucho/hakucho_about.html
Hakucho (NASA,
Röntgen-satellit, 1979-1983)
Credit: NASA
Integral, gamma-satellit (sedan 2002)
Energikällor
¾
Solceller
•
utnytta solenergin
•
plus små batterier
¾
Nukleära batterier
•
missioner utanför mars
(solen för svag)
•
kärnsönderfall (INGEN
REAKTOR!)
•
tex plutonium,
strontium, caesium...
•
kan hålla flera år upp till
årtionden
Nuclear battery, Cassini Huygens
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Att planera en satellit
¾
Raket
¾
Satellitdesign
¾
Payload
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Payload
¾
Kommunikationssatellit
•
atomklockor
•
sändare/mottagare
(radio)
¾
Geosatteliter
•
optiskt, radar
¾
Astrophysikalisk
satellit
•
Infraröd-, Röntgen-,
gamma-strålning,
elektroner, ...
•
Î detektorer
http://www.esa.int/esaCP/SEMU0S95QCE_index_1.html http://www.radarsat2.info/about/gallery/page1.asp10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Att planera en satellit
¾
Raket
¾
Satellitdesign
¾
Payload
¾
Styrning
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Basstationer för
ett satellitnätverk (vädersatelliter)
http://www.spacetec.no/docs
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Exempel på en basstation
¾
McMurdo, Antarktis
http://amrc.ssec.wisc.edu/MGS/history.html
1993 - utan skydd
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Att planera en satellit
¾
Raket
¾
Satellitdesign
¾
Payload
¾
Styrning
¾
Betalningssätt
Bemannad rymdfärd
¾
National Aeronautics and
Space Administration
NASA
(USA)
¾
Russian Federal Space
Agency
RSA
(Ryssland)
¾
China National Space
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Rymdraketbas
¾
European Space Agency
ESA
(Europa)
¾
Indian Space Research Organization
ISRO
(Indien)
¾
Iranian Space Agency
ISA
(Iran)
¾
Israel Space Agency
ISA
(Israel)
¾
Japan Aerospace Exploration Agency
JAXA
(Japan)
¾
National Center of Space Research
CNES
(Frankrike)
¾
National Space Agency of Ukraine
http://en.wikipedia.org/wiki/Space_program
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Esrange - Sveriges rymdraketbas
¾
ESA:
¾
European Space and
Sounding Rocket Range
¾
40 kilometer öster om
Kiruna
¾
Sedan 1964
¾
ca 20 obemannade raketer
per år
http://sv.wikipedia.org/wiki/Esrangeuppskjutning av Skylark, 02:a Maj 2002, 3 biologi- & 2 plasmafysik- experiment
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Vad kostar en satellit?
Klass
vikt [kg]
kostnad [M$]
vanlig, stor satellit
> 1000
>150
vanlig, mindre satellit
500 – 1000
40 – 150
Minisatellit
100 – 500
10 – 40
Microsatellit
10 – 100
2 – 10
Nanosatellit
1 – 10
0.2 – 2
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker http://www.nasa.gov/news/budget/index.html
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker http://www.nasa.gov/news/budget/index.html
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
NASA budget plan
http://www.nasa.gov/news/budget/index.html
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
NASA budget plan
http://www.nasa.gov/news/budget/index.html
Launch of Endevour, APOD, 09. feb 2010
DN, 09. feb 2010
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
http://ny h ete r2 4.se/ny heter/utrik es/28 24 39-na sa -det-blir-inga-re sor-till-manen 29:e Janu ari 2010
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Del III
1.
Rymdfärd – historia och satellitbanor
2.
Att planera en satellit
3.
Astrofysik med satelliter
teleskop - top 10 (2006)
Nature,
Januari 2009
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Plats 8 - Chandra
http://chandra.harvard.edu/resources/animations/spacecraft.html
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Astrofysik med Chandra
¾
Detektion av Röntgenstrålning
¾
Många objekt strålar ut röntgenstrålning
¾
Chandra är efterföljare till en tidigare Röntgen-Satellit,
ROSAT
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Supernovarester, exempel SN 1006
Optiskt (Capella) – 01:e Maj 2006
Capella: http://www.capella-observatory.com/ImageHTMLs/SNRemnants/SN1006.htm
Röntgen (Chandra)
Supernovarester (SNRs)
¾
Två olika typer:
Skal-typ
Krab-typ (“Plerions“)
www.galacticimages.com
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Krabnebulosan (supernova rest)
bild med Hubble space telescope
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Krabnebulosan
Radio
IR
opt
X-rays
TeV photon (H.E.S.S. image)
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Pulsarer: fyrtorn-effekt
¾
Rotationsaxel
¾
Magnetfältaxel
¾
Partikelstråle längs
magnetfältaxeln:
¾
Precesserande jet
Krab pulsar
Krab nebulosan
(optiskt, KPCA )
P=33ms
Krab pulsar
(Chandra)
33ms
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Plats 7 – Spitzer
¾
vikt ~ 865 kg
¾
höjd ~ 4 meter
¾
kostnad ~ 800 M$
¾
Spinnstabiliserad satellit
¾
High Earth Orbit (0.1 A.U.)
¾
uppskjutning 25 augusti
2003
http://www.spitzer.caltech.edu/about/index.shtml
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Spitzer Teleskop
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Astronomi med Spitzer
¾
Infraröd satellit
¾
Mäter värmestrålning från
astronomiska objekt
¾
värmestrålning uppstår
bl. a. där stjärnor bildas
¾
Î observation av
stjärnbildning
http://www.spitzer.caltech.edu/about/index.shtmlStjärnbildning
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Kallt till varmt – exempel M81 (Spitzer)
http://www.faz.net/s/Rub6E2D1F09C983403B8EC7549AB44FA0EF/Doc~EAE891C92C458439F92EABA484F2A1624~ATpl~Ecommon~SMed.html#9BCA5EBBFF71450CB4D9A50A7569F8B4
Bodes Galax (M81), optiskt
Bodes galax (M81), kall gas – följer stjärnornas fördelning (3.4
Pm)
Bodes galax (M81), följer varma damm-molnens fördelning (8
Bodes galax (M81), följer varma damm-molnens fördelning (24
Bodes galax (M81), kombinerad bild (Spitzer 3.6, 8 och 24
Pm)
Pm)
Pm)
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
M51 – whirlpool galaxen
http://www.faz.net/s/Rub6E2D1F09C983403B8EC7549AB44FA0EF/Doc~EAE891C92C458439F92EABA484F2A1624~ATpl~Ecommon~SMed.html#9BCA5EBBFF71450CB4D9A50A7569F8B4
optiskt, SDSS
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
M20 - Trifid nebulosan
optiskt
http://www.astronews.com/kalender/sternenhimmel/findkarte/images/m20.jpgM20 - Trifid nebulosan
Spitzer, Infraröd
Stjärnbildning!
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Plats 3 – Hubble Space Telescope
¾
uppskjutning 24:e april 1990
¾
vikt ~ 11.6 tonn ( = 11600 kg)
¾
längd ~ 13.1 meter
¾
diameter ~ 2.4 – 4.3 meter
¾
energikälla = solceller
¾
spinn- &
tre-axel-stabilisering
http://sv.wikipedia.org/wiki/Rymdteleskopet_Hubble
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Varför Hubble?
¾
optiskt spegelteleskop
¾
atmosfären förändrar
bilden på stjärnan
[atmosfärens gas är
alltid i rörelse
Æ ljuset
sprids]
¾
satellit
Æ gå utanför
atmosfären för att bli av
med “seeing”-effekten
http://www.astro.ufl.edu/~oliver/ast3722/lectures/EffectOfAtmosphere/EffectAtmos.htm
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Seeing
http://www.astro.ufl.edu/~oliver/ast3722/lectures/EffectOfAtmosphere/EffectAtmos.htmM74 seeing
effekt
M74 utan
seeing effekt
http://www.astronomynotes.com/telescop/s11.htmHubbles första bilder
¾
Hubbles lins skulle
fokussera ljuset
¾
men fokusseringen
fungerade bara i linsens
centrum
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Servicefärd 1
¾
December 1993
¾
7 astronauter, speciellt
tränade till uppdraget att
fixa spegeln
¾
uppdraget tog 10 dagar
¾
mest komplexa uppdraget
någonsin
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Bilderna efter 1:a servicefärden
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Servicefärd 2 & 3
¾
Servicefärd 2
•
februari 1997 [ersättning
av kameror, etc.]
¾
Servicefärd 3
•
3a – december 1999 [byta
ut gyroskop, etc.]
•
3b – mars 2002 [ersättning
av en kamera, etc.]
¾
Servicefärd 4 var planerad
år 2004, men ägde inte rum
pga Colombias störtning
http://spaceflight.nasa.gov/gallery/images/shuttle/sts-109/html/sts109-331-010.html
Servicefärd 4
¾
11:e maj 2009
¾
Installation av 2 nya
kameror
¾
Nya, förbättrade batterier
¾
Nya gyroskop
¾
Sista planerade färden
¾
Hubble ska ersättas av
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Servicefärd 4
¾
11:e maj 2009
¾
Installation av 2 nya
kameror
¾
Nya, förbättrade batterier
¾
Nya gyroskop
¾
Sista planerade färden
¾
Hubble ska ersättas av
“James Webb Space
Teleskop“ ~ 2013
http://spaceflight.nasa.gov/gallery/images/shuttle/sts-109/html/sts109-331-010.html
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
NGC 4921 – på 330 mio ljusår avstånd
http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap090209.html
Astronomy
picture
of the
day, 09:e februari
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
M1 – Krab nebulosan
http://www.uni-graz.at/exp2www/Physik-HAKB/images/Crab_Nebula.jpgAstronomy
picture
of the
day, 14:e februari
2008
Hubble - kostnad
¾
fram till uppskjutningen (1990) ~
2 Mrd$
•
(planerad: ~ 400 M$)
¾
reparationer
1.
(1993) ~ ???
2.
(1997) ~ 795 M$
3.
(1999 & 2002)
•
205 M$
•
???
4.
(2009) ~ 350 M$ (?)
¾
Total
kostnad ~
4 – 6 Mrd$
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Chandra
Spitzer
Keplers Supernovarest
Hubble
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Kolla själv ... leta efter M20, M51 och M81 m.fl.
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Plats 2 – Swift
¾
uppskjutning 20:e Nov 2004
¾
längd ~ 5 meter
¾
vikt ~ 4700 kg
¾
kostnad ~ 250 M$
¾
Spinn- & Tre-axel
stabiliserad
¾
LEO 600 km (circulär)
http://heasarc.gsfc.nasa.gov/docs/swift/
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Gamma Ray Bursts – gammablixtar från rymden
¾
1967 – 1979
¾
Original goal:
Monitoring of tests of
nuclear weapons
¾
Accidental discovery of
GRBs
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Gammablixtarnas ursprung
Dauer > 2 s
typischerweise ~ 40 s
Dauer < 2 s
~ms - s
långa gammablixtar
korta gammablixtar
Plats 2 – Swift (“svalan”)
3 GRB Detektorer:
BAT (“Fladdermus“)
Æ prompt emission Æ snabb reaktion
XRT
Æ Röntgenemission (“afterglow“) Æ mindre än 1 min efter trigger
UVOT
Æ optisk emission (“afterglow“) Æ mindre än 1 min trigger trigger
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Naked-eye GRB
¾
5.3 magnitude
Æ kunde i princip setts med blotta ögat!
Swift - XRT (Röntgen)
Swift - UVOT (optiskt)
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker
Gammablixt från det tidiga universum
¾
GRB080913
¾
Avstånd ~ 12.8 Mrd ljusår
¾
universum är 13.7 Mrd år
gammal
¾
Î Swift detekterade ett av
de mest avläsgna objekt
någonsin sett i universum
10:e feb 2010 Himlakroppar & Satelliter Julia K Becker