NASA擬發射新探空火箭研究早期宇宙奧秘

devilevano1 · 發表於 2013-5-29 11:43:31

據美國宇航局網站報導，宇宙中最早的恆星和星係是何時形成的？當時這些天體的亮度有多高？為了探尋這些問題的答案，美國宇航局預計將於美國東部時間6月4日23:00~23:59(北京時間6月5日12:00~12:59)之間使用“黑雁XII”亞軌道探空火箭從位於弗吉尼亞州的惠洛浦發射場發射“宇宙紅外背景實驗”裝置(CIBER)。

　　該項目首席科學家為來自加州理工學院的傑米·伯克(Jamie Bock)，他表示：“宇宙中誕生的第一批大質量恆星產生了大量紫外輻射。這些紫外輻射會造成中性氫的電離。CIBER實驗設備的工作波段位於近紅外，這是因為由於宇宙的膨脹，最初位於紫外波段的信號現在已經進入近紅外波段。”他說：“CIBER將對與最早期恆星形成的兩個重要線索進行探測，即減去所有背景之後的全天亮度，以及空間分佈的特定模式。”

這是計算機給出的當宇宙大約10億歲時的物質密度分佈數字模擬結果。CIBER設備將對宇宙極早期星系和恆星的誕生機制開展研究

devilevano1 · 發表於 2013-5-29 11:43:32

他指出：“本次實驗的目的對於天體物理學擁有本質的重要性，即探查宇宙中星系的最初形成機制。但是本次實驗在技術上來看也將是極端困難的。”

　　加上這一次，CIBER實驗設備已經是第四次搭載美國宇航局的探空火箭升空了。之前的幾次發射分別是在2009年，2010年以及2012年，地點則都是在新墨西哥州的白沙導彈發射場進行的。每一次發射之後，其所搭載的實驗設備都會被回收並進行進一步的校正，以為下次發射做好準備。

CIBER設備的光學器件，上面兩個是近紅外廣角相機，下方左側是一台絕對光譜儀，右側則是一台夫瑯和費線光譜儀

　　在這一次飛行中，CIBER將使用威力更加強大的探空火箭發射。這樣它就將可以被送到相比往常更高的高度上，這也就能讓設備得以贏得在高空更長的觀測時間。隨後該實驗設備將自行墜毀於弗吉尼亞州海岸外大約400英里(約合643公里)的大西洋洋面上。

　　CIBER此前搭載於兩級的“黑雁IX”探空火箭上發射升空。伯克表示：“先前的三次飛行中積累的數據讓我們得以對比數據並排除由於設備原因和天體物理學背景噪音造成的誤差。我們此前已經對現有的所有數據進行了徹底的分析，因此我們現在非常清楚進行這一次更高高度飛行的意義。在原先的飛行測試中我們也很好的了解了我們設備的性能表現，這讓我們對進行本次更高水平的測試充滿了信心。”

起飛前的設備準備。光學和探測部件被使用液氮冷卻至-196攝氏度，這樣做可以盡可能的消除設備自身的輻射誤差，從而保證設備靈敏度

devilevano1 · 發表於 2013-5-29 11:43:33

高達70英尺(約合21米)的四級“黑雁XII”火箭將把CIBER實驗設備送至距離地面350英里(約合560公里)的高度上。伯克表示：“此次飛行將開闢天體物理項目中的一個全新方向。黑雁XII火箭將把我們的設備送到前所未有的高度上，從而允許我們在大約250公里以上的高度上持續進行560秒左右的觀測工作，而相比之下我們此前在白沙試驗場進行的飛行中每次都只有大約250秒的有效觀測時間。”

“黑雁XII”探空火箭從弗吉尼亞州惠洛浦發射場發射升空

　　他說：“我們在近紅外波段的實驗經驗表明，在大約250公里的高度以下存在較為顯著的大氣乾擾。更高的高度將讓我們得以從事一些此前無法從事的工作。比如，我們計劃獨立拍攝足夠多的天空照片用於直接測量紅外相機的飛行中增益，這將讓我們得以估算單幅圖像中的背景起伏。這樣一來我們就可以將測量結果與衛星數據進行直接比較。但是這樣做也有代價，那就是這一次我們的設備將是有去無回了。”

　　CIBER設備是由多個科學研究機構共同合作研製的，參研單位包括美國加州理工學院，加州大學歐文分校，日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)以及韓國天文及空間科學研究所(KASI)。研製團隊目前還正在進一步研發更加先進的設備，將安裝更加靈敏的光學和傳感器件，預計明年即可完成。如果此次發射因故取消，那麼推遲後的發射將在6月5日至10日之間進行。