Баллонная астрономия

Перейти к навигацииПерейти к поиску

Баллонная астрономия — астрономические наблюдения, проводимые с аэростатов. Телескоп при этом подвешивается к одному или нескольким стратостатам, которые поднимаются на высоту 20-40 км, то есть выше плотных слоёв атмосферы. Это приводит к значительному увеличению разрешающей силы, и проницания телескопа, позволяет вести наблюдения в полосах частот, которые блокируются атмосферой.[1]

Аэростатные телескопы гораздо дешевле космических телескопов, но их недостатками являются относительно малая высота и малое время полёта, составляющее лишь несколько дней. Однако, максимальная высота подъёма аэростатных телескопов — 50 км, что гораздо больше максимальной высоты для воздушных обсерваторий, таких как Воздушная обсерватория имени Койпера и SOFIA, которые могут подниматься лишь до 15 км.[1][2] С другой стороны, приземление аэростатных телескопов сопряжено с трудностями и зачастую приводит к повреждению или уничтожению телескопа.

Аэростат уменьшает поле обзора телескопа в области зенита, но длинный подвес способен уменьшить загораживание баллоном до 2°. Телескоп должен быть устойчив к воздействию ветров стратосферы, а также к вращению и колебательным движениям аэростата. Азимутальная устойчивость может быть обеспечена магнитометром вкупе с гироскопом или астровизиром для мелких коррекций.[2]

Запуски

Название Годы действия Описание и назначение
Stratoscope I[англ.]1957-59 12-дюймовый телескоп, прикреплённый к полиэтиленовому аэростату.[3] Первый аэростатный телескоп.[4] Производил фотосъёмку Солнца. В 1959 году был запущен ещё раз, теперь с телевизионным передатчиком.
Stratoscope II[англ.]1963-71 36-дюймовый телескоп, подвешенный к двум аэростатам.
THISBE1973-76 Инфракрасный телескоп, использовавшийся для наблюдения собственного свечения атмосферы, зодиакального света, а также центральной области галактики.[5]
HIREGS1991-98 Спектрометр высокого разрешения для изучения гамма-лучей и жёсткого рентгеновского излучения от солнечных вспышек и галактических источников. Использовал массив охлаждаемых жидким азотом германиевых детекторов.[6]
BOOMERanG[англ.]1997-2003 Микроволновый телескоп с криогенным детектором частиц, запущенный в долгий полёт над Антарктикой. Был использован для наблюдения реликтового излучения.[7]
MAXIMA[англ.]1998-99 Микроволновый телескоп с криогенным детектором частиц, использовавшийся для измерения реликтового излучения.[8]
HERO2001-10 Телескоп жёсткого рентгеновского диапазона. Был запущен в 2001 году, но разбился в 2010, уничтожив телескоп.[9]
BLAST[англ.]2003- Субмиллиметровый телескоп с 2 м апертурой. Был уничтожен в ходе третьего полёта, но после восстановлен, и совершил четвёртый в 2010 г.[10]
InFOCμS2004- Телескоп жёсткого рентгеновского диапазона с эффективной площадью 49 см2[11]
HEFT2005 Телескоп жёсткого рентгеновского диапазона с оптикой, использовавшей падение лучей под малым углом.[12]
Sunrise[англ.]2009- 1-метровый телескоп ультрафиолетового диапазона со стабилизацией изображения и адаптивной оптикой, предназначенный для наблюдения Солнца.[13]
PoGOLite[англ.]2011– Телескоп предназначенный для измерения поляризации жесткого рентгеновского излучения и мягкого гамма-излучения.[14]
Spider[англ.]2015– Субмиллиметровый телескоп для поиска первичных гравитационных волн[15]
SuperBIT[англ.]2015– Телескоп с широким полем зрения, работающий в диапазоне от ближнего ИК до ближнего УФ и оптически ограниченной дифракцией, картографирует распределение темной материи в скоплениях галактик с помощью слабого гравитационного линзирования.[16]

Примечания

  1. ↑ 1 2 Kitchin, Christopher R. Astrophysical techniques. — 4th. — CRC Press, 2003. — С. 83. — ISBN 0-7503-0946-6.
  2. ↑ 1 2 Cheng, Jingquan. The principles of astronomical telescope design (англ.). — Springer, 2009. — Vol. 360. — P. 509—510. — (Astrophysics and space science library). — ISBN 0-387-88790-3.
  3. ↑ Kidd, Stephen. Astronomical ballooning: the Stratoscope program (англ.) // New Scientist : magazine. — 1964. — 17 September (vol. 23, no. 409). — P. 702—704.
  4. ↑ Zimmerman, Robert. The universe in a mirror: the saga of the Hubble Telescope and the visionaries who built it (англ.). — Princeton University Press, 2010. — P. 18. — ISBN 0-691-14635-7.
  5. ↑ Hofmann, W.; Lemke, D.; Thum, C. Surface brightness of the central region of the Milky Way at 2.4 and 3.4 microns (англ.) // Astronomy and Astrophysics : journal. — 1977. — May (vol. 57, no. 1—2). — P. 111—114. — Bibcode: 1977A&A....57..111H.
  6. ↑ Boggs, S. E. et al. Balloon flight test of pulse shape discrimination (PSD) electronics and background model performance on the HIREGS payload (англ.) // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A[англ.] : journal. — 2002. — October (vol. 491, no. 3). — P. 390—401. — doi:10.1016/S0168-9002(02)01228-7. — Bibcode: 2002NIMPA.491..390B.
  7. ↑ Masi, S. The BOOMERanG experiment and the curvature of the universe (англ.) // Progress in Particle and Nuclear Physics : journal. — 2002. — Vol. 48, no. 1. — P. 243—261. — doi:10.1016/S0146-6410(02)00131-X. — Bibcode: 2002PrPNP..48..243M. — arXiv:astro-ph/0201137.
  8. ↑ Rabii, B. et al. MAXIMA: A balloon-borne cosmic microwave background anisotropy experiment (англ.) // Review of Scientific Instruments[англ.] : journal. — 2006. — July (vol. 77, no. 7). — doi:10.1063/1.2219723. — Bibcode: 2006RScI...77g1101R. — arXiv:astro-ph/0309414.
  9. ↑ Malik, Tariq Huge NASA Science Balloon Crashes in Australian Outback. space.com (29 апреля 2010). Дата обращения: 28 февраля 2011. Архивировано 9 февраля 2011 года.
  10. ↑ Devlin, Mark Balloon-borne Large-Aperture Submillimeter Telescope: home page. blastexperiment. Дата обращения: 28 февраля 2011. Архивировано из оригинала 3 июня 2011 года.
  11. ↑ Tueller, J. et al. InFOCμS hard X-ray imaging telescope // Experimental Astronomy. — 2005. — Т. 20. — С. 121—129. — doi:10.1007/s10686-006-9028-3. — Bibcode: 2005ExA....20..121T.
  12. ↑ Chen, C. M. Hubert et al. In-flight Performance of the Balloon-borne High Energy Focusing Telescope (англ.) // Bulletin of the American Astronomical Society[англ.] : journal. — 2006. — September (vol. 38). — P. 383. — Bibcode: 2006HEAD....9.1812C.
  13. ↑ Schmidt, W. et al. SUNRISE Impressions from a successful science flight (англ.) // Astronomische Nachrichten : journal. — Wiley-VCH, 2010. — June (vol. 331, no. 6). — P. 601. — doi:10.1002/asna.201011383. — Bibcode: 2010AN....331..601S.
  14. ↑ Источник. Дата обращения: 23 апреля 2023. Архивировано из оригинала 20 апреля 2014 года.
  15. ↑ [Crill, B.P.; Ade, P.A.R; Battistelli, E.S. (2008). Oschmann, Jr, Jacobus M; De Graauw, Mattheus W. M; MacEwen, Howard A (eds.). "SPIDER: a balloon-borne large-scale CMB polarimeter". Space Telescopes and Instrumentation 2008: Optical, Infrared, and Millimeter. SPIE. 7010: 70102P. arXiv:0807.1548. Bibcode:2008SPIE.7010E..2PC. doi:10.1117/12.787446. S2CID 7924096.]
  16. ↑ Romualdez, L. Javier; Benton, Steven J.; Brown, Anthony M.; Clark, Paul; Damaren, Christopher J.; Eifler, Tim; Fraisse, Aurelien A.; Galloway, Mathew N.; Gill, Ajay; Hartley, John W.; Holder, Bradley (2020-03-01). "Robust diffraction-limited NIR-to-NUV wide-field imaging from stratospheric balloon-borne platforms -- SuperBIT science telescope commissioning flight & performance". Review of Scientific Instruments. 91 (3): 034501. arXiv:1911.11210. doi:10.1063/1.5139711. hdl:10852/82931. ISSN 0034-6748. PMID 32259997. S2CID 215409662. Архивировано 12 февраля 2023. Дата обращения: 23 апреля 2023.