Гамма-400
ГА́ММА-400 (Гамма-Астрономическая Многофункциональная Модульная Аппаратура) — астрономический спутник, международный проект орбитальной астрофизической обсерватории для исследования высокоэнергетического гамма-излучения в космосе.
| ГАММА-400 | |
|---|---|
| Организация |
 INFN |
| Главные подрядчики |
 НПО имени С. А. Лавочкина |
| Волновой диапазон | Гамма-излучение |
| Местонахождение | в космосе |
| Тип орбиты | ВЭО, наклонение 51,8°[1](51,4°[2]) |
| Высота орбиты | 500 х 300 000 км[1] |
| Период обращения | ~ 7 дней[1] |
| Дата запуска | ~ 2030[3] |
| Место запуска |
Восточный[4] |
| Средство вывода на орбиту |
Ангара[4] / Бриз-М[2] |
| Продолжительность | ~ 10 лет[1] |
| Масса | 4100 кг[1] |
| Площадь собирающей поверхности |
1 м2[1] |
| Научные инструменты | |
| Логотип миссии | |
| Сайт | официальный сайт |
Комплекс научной аппаратуры, установленный на космической обсерватории ГАММА-400, предназначен для получения данных, необходимых для изучения природы «тёмной материи» во Вселенной, изучения природы происхождения высокоэнергичных космических лучей, исследования космических гамма-квантов в диапазоне высоких энергий от 100 МэВ до 3 ТэВ, регистрации заряженных частиц космических лучей, а также поиска и изучения гамма-всплесков[2].
Основные направления исследований
- Поиск и исследование природы и свойств гипотетических слабовзаимодействующих массивных частиц (вимпов) и других возможных кандидатов на роль «тёмной материи»;
- Изучение свойств переменной активности всевозможных астрофизических объектов (от отдельных звёзд до скоплений галактик) в диапазоне гамма-излучения;
- Исследование свойств (механизмы генерации, ускорения, распространения и взаимодействия) космических лучей и высокоэнергетических заряженных частиц в галактическом и межгалактическом пространствах.
Научные задачи телескопа ГАММА-400
- Измерения и изучения особенностей энергетических спектров галактического и внегалактического диффузного и изотропного гамма-излучения;
- Поиск «гамма-линий» в спектре излучении дискретных гамма-источников, а также в диффузном и изотропном гамма-излучении, возникающих при аннигиляции, распаде и флуктуациях предполагаемых компонентов «тёмной материи»;
- Регистрация потоков высокоэнергичных электронов и позитронов с энергией выше 1 ГэВ, с измерением их энергетических спектров, а также поиск особенностей, которые могли бы быть связаны с процессами аннигиляции и распада частиц «тёмной материи»;
- Поиск новых и исследование (измерение энергетических спектров и светимости) существующих высокоэнергетических галактических и внегалактических дискретных источников гамма-излучения (остаточные эффекты сверхновых, пульсары, астрономические объекты с эффектом аккрецией, микроквазары, активные ядра галактик, блазары, квазары и другие);
- Сравнение дискретных гамма-источников с известными источниками излучения в других диапазонах энергии, в том числе, и с дискретными источниками, зарегистрированными наземными гамма-телескопами;
- Измерения переменности светимости и энергетического спектра дискретных гамма-источников высокой энергии;
- Измерение галактических потоков лёгких ядер и ядер химических элементов периодическая система химических элементов до группы железа;
- Поиск и исследование гамма-всплесков в диапазонах энергий 10 кэВ — 10 МэВ и 100 МэВ — 3 ТэВ;
- Регистрация и изучение высокоэнергичного гамма-излучения, а также потоков заряженных частиц от солнечных вспышек.
Конструкция
Разработка конструкции и узлов проекта «ГАММА-400» и проведение исследований выполняется в рамках Федеральной космической программы Российской федерации 2006—2015 гг., утверждённой постановлением правительства РФ № 635 от 22 октября 2005 года с изменениями, утверждёнными постановлением правительства Российской Федерации № 235 от 31 марта 2011 года[1].
Комплекс научной аппаратуры космического аппарата «ГАММА-400» предполагается размещать на спутниковой платформе «Навигатор», разрабатываемой НПО им. Лавочкина[1].
Участники проекта
- Отделение ядерной физики и астрофизики Физического института имени П. Н. Лебедева РАН;
- Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» (Москва);
- Физико-технический институт имени А. Ф. Иоффе РАН (Санкт-Петербург);
- ОАО «Научно-исследовательский институт электромеханики» (ОАО «НИИЭМ») (г. Истра, Московская область);
- Научно-исследовательский институт системных исследований РАН (Москва);
- Институт физики высоких энергий (ГНЦ ИФВЭ) (г. Протвино, Московская область);
- Институт космических исследований РАН (ИКИ РАН) (Москва);
- Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко (Киев, Украина);
- Львовский центр Института космических исследований НАН и НКА Украины (г. Львов, Украина);
- Институт сцинтилляционных материалов НАН Украины (г. Харьков, Украина);
- Национальный институт ядерной физики (INFN) (г. Фраскати, Италия).
Научный руководитель проекта: профессор Аркадий Гальпер (ФИАН, МИФИ), заместитель научного руководителя: главный конструктор Николай Топчиев (ФИАН).
Комплекс научной аппаратуры
- верхний и боковые детекторы антисовпадений для исключения из регистрации заряженных частиц;
- конвертер-трекер (детектор элементарных частиц), представляющий собой 10 плоскостей двухслойных кремниевых стриповых координатных детекторов с шагом 0,1 мм, прослоенных вольфрамом;
- времяпролётный сцинтилляционный детектор (расстояние между двумя детекторами системы — 500 мм);
- координатно-чувствительный калориметр;
- нейтронный детектор;
- комплекс научного оборудования для регистрации гамма-всплесков — Конус-ФГ;
- два звездных датчика с точностью 5"[5];
- два магнитометра[5].
Основные характеристики
- диапазон энергий — 100 МэВ до 3 ТэВ;
- аппаратура оптимизирована для энергии 100 ГэВ;
- угловое разрешение (при Eγ > 100 ГэВ) — ~ 0,01°;
- энергетическое разрешение (при Eγ > 100 ГэВ)— ~ 1 %;
- чувствительная площадь — 1,0 м2;
- эффективная площадь (при Eγ > 1 ГэВ) — ~0.4—0.5 м2;
- режекция протонов — ~ 106;
- вес комплекса научной аппаратуры — 4100 кг;
- энергопотребление — 2000 Вт;
- объём передаваемой информации — 100 Гбайт/сутки;
- время активного существования — ~ 7—10 лет.
Сравнение со схожими проектами
| Сравнительные характеристики космических и наземных гамма-телескопов [6] | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Космические гамма-телескопы | Наземные гамма-телескопы | |||||||||
| EGRET | AGILE | Fermi-LAT | CALET | AMS-02 | ГАММА-400 | H.E.S.S. II | MAGIC | VERITAS | CTA | |
| Время работы | 1991—2000 гг. | с 2007 г. | с 2008 г. | с 2014 г. | с 2011 г. | с 2030 г. | с 2012 г. | с 2004 г | с 2005 г. | с 2020 г. |
| Диапазон энергий, ГэВ | 0.03—30 | 0.03—50 | 0.2—300 | 10—10 000 | 10-1 000 | 0.1—3 000 | >30 | >50 | 50—50 000 | >20 |
| Угловое разрешение (Eγ > 100 ГэВ) | 0.2º (Eγ ~0.5 ГэВ) | 0.1º (Eγ ~1 ГэВ) | 0.1º | 0.1º | 1º | 0.01º | 0.07º | 0.07º (Eγ = 300 ГэВ) | 0.1º | 0.1º (Eγ = 100 ГэВ) 0.03º (Eγ = 10 TэВ) |
| Энергетическое разрешение (Eγ > 100 ГэВ) | 15 % (Eγ ~0.5 ГэВ | 50 % (Eγ ~1 ГэВ) | 10 % | 2 % | 3 % | 1 % | 15 % | 20 % (Eγ = 100 ГэВ) 15 % (Eγ = 10 TэВ) |
15 % | 20 % (Eγ = 100 ГэВ) 15 % (Eγ = 10 TэВ) |
Запуск
Космическая гамма-обсерватория Гамма-400 планируется к запуску в 2030[3] при помощи ракеты-носителя Протон-М и разгонного блока Бриз-М. Космический аппарат будет запущен на высокоэллиптическую орбиту с высотой апогея 300000 км и перигея — 500 км. Период обращения — 7 суток, угол наклонения орбиты — 51,8°. Предположительное время активного существования космического аппарата 7—10 лет.
См. также
Примечания
- Официальный сайт «ГАММА-400».
- ICRC, 2013, с. 209.
- Запуск телескопа для поиска темной материи отложили на 2030 год. РИА Новости (15 апреля 2020). Дата обращения: 15 апреля 2020.
- Космический телескоп «Гамма-400» запустят на «Ангаре» с «Восточного»
- ICRC, 2013, с. 206.
- Gunter Dirk Krebs. Gunter's space page. Gunter's space page.
Статьи
За 2013 год
- А. М. Гальпер и др. Characteristics of the GAMMA400 GammaRay Telescope for Searching for Dark Matter Signatures (англ.) // Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics : конференция. — 2013. — Vol. 77, iss. November, no. 11. — P. 1339—1342. — ISSN 1062-8738. — doi:10.3103/S1062873813110105.
- А. А. Моисеев, А. М. Гальпер и др. Dark Matter Search Perspectives with GAMMA-400 (англ.) // ICRC 2013 : конференция. — Рио-де-Жанейро, 2013. — arXiv:1307.2345v1.
- А. М. Гальпер и др. The GAMMA-400 Space Experiment: Gammas, Electrons and Nuclei Measurements (англ.) // Nuclear Physics B (Proc. Suppl.) : журнал. — 2013. — arXiv:1306.6175v1.
- А. М. Гальпер и др. The Space-Based Gamma-Ray Telescope GAMMA-400 and Its Scientific Goals (англ.) // ICRC 2013 : конференция. — Рио-де-Жанейро, 2013. — No. 239—240. — P. 204—209.
- А. М. Гальпер и др. Design and performance of the GAMMA-400 gamma-ray telescope for dark matter searches (англ.) // AIP Conference Proceedings (Centenary Symposium 2012: Discovery of Cosmic Rays) : журнал. — Denver (Colorado, USA): American Institute of Physics, 2013. — Iss. 26—28 June 2012, no. 1516. — P. 288—292. — ISBN 978-0-7354-1137-1. — ISSN 0094-243X. — doi:10.1063/1.4792586.
- А. М. Гальпер и др. Status of the GAMMA-400 project (англ.) // Advances in Space Research (a COSPAR publication) : журнал. — Elsevier Ltd, 2013. — No. 51. — P. 297—300. — ISSN 0273-1177. — doi:10.1016/j.asr.2012.01.019.
За 2012 год
- А. М. Гальпер. Гамма-астрономия и тёмная материя // Земля и Вселенная : журнал. — {М.}, 2012. — Вып. сентябрь — октябрь, № 5. — ISSN 0044-3948.
- А. М. Гальпер и др. Design and Performance of the GAMMA-400 Gamma-Ray Telescope for the Dark Matter Searches (англ.) // Instrumentation and Methods for Astrophysics : журнал. — 2012. — arXiv:1210.1457v2.
За 2011 год
- А. М. Гальпер, C. В. Борисов и др. Метод восстановления направления прилёта гамма-квантов в системе конвертер и калориметр // Краткие сообщения по физике физического института им. П. Н. Лебедева Российской академии наук : журнал. — {М.}: Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, 2011. — Т. 38, № 7. — С. 14—23. — ISSN 0455-0595.
- А. М. Гальпер, C. В. Колдашов, А. А. Улитин. Локальные возмущения радиационного пояса Земли // Краткие сообщения по физике физического института им. П. Н. Лебедева Российской академии наук : журнал. — {М.}: Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, 2011. — Т. 38, № 7. — С. 41—50. — ISSN 0455-0595.
- А. М. Гальпер и др. GAMMA-400 space observatory (англ.) // Il Nuovo Cimento C : журнал. — 2011. — Vol. 34 C, iss. May — June, no. 3. — P. 71—75. — doi:10.1393/ncc/i2011-10850-9.
- А. М. Гальпер и др. Научные задачи и современное состояние проекта «ГАММА-400» // Известия РАН. Серия физическая : журнал. — {М.}: Наука, 2011. — Т. 75, № 6. — С. 926—928. — ISSN 0367-6765. — doi:10.3103/S1062873811030178.
- М. В. Пустобаев, Ф. Х. Енгалычёв, И. А. Мещихин, С. В. Чеботарёв. Разработка и предварительные расчёты конструкции космического гамма-телескопа «Гамма-400» // Вопросы электромеханики. Труды НПП ВНИИЭМ : журнал. — {М.}: НПП ВНИИЭМ, 2011. — Т. 123, № 4. — С. 35—40. — ISSN 0205-9428.
За 2005—2009 года
- В. Л. Гинзбург, В. А. Каплин, М. Ф. Рунцо, Н. П. Топчиев, М. И. Фрадкин. Модернизированный гамма-телескоп «ГАММА-400» для регистрации космического гамма-излучения с энергиями до 3 ТэВ // Известия РАН. Серия физическая : журнал. — {М.}: Наука, 2009. — Т. 73, № 5. — С. 703—705. — ISSN 0367-6765.
- В. А. Каплин, М. Ф. Рунцо, Н. П. Топчиев, М. И. Фрадкин. Экспериментальная проверка метода регистрации событий с «обратным током» от калориметра // Научная сессия МИФИ-2008 : Сборник трудов. — {М.}: Московский инженерно-физический институт, 2008. — Т. 9. — С. 150—152.
- В. Л. Гинзбург, В. А. Каплин, А. И. Каракаш, Л. В. Курносова, А. Г. Лабенский, М. Ф. Рунцо, А. П. Солдатов, Н. П. Топчиев, М. И. Фрадкин, С. К. Черниченко, И. В. Шеин. Разработка гамма-телескопа «ГАММА-400» для регистрации космического гамма-излучения с энергиями до 1 ТэВ // Космические исследования : журнал. — {М.}: Наука, 2008. — Т. 45, № 5. — С. 475—477. — ISSN 0023-4206.
- В. Л. Гинзбург, В. А. Каплин, А. И. Каракаш, Л. В. Курносова, М. Ф. Рунцо, А. П. Солдатов, Н. П. Топчиев, С. Черниченко, И. В. Шеин, М. И. Фрадкин. Российский вариант телескопа для регистрации диффузного гамма-излучения в области энергий 10—1000 ГэВ // Известия РАН. Серия физическая : журнал. — {М.}: Наука, 2005. — Т. 69, № 3. — С. 428—430. — ISSN 0367-6765.
За 1988—1999 года
- M. I. Fradkin, E. V. Gorchakov, V. A. Kaplin, D. V. Kaplin, L. V. Kurnosova, A. G. Labenskij, M. F. Runtso, N. P. Topchiev. The possibility of gamma-ray astronomy measurements on the Russian segment of the International Space Station // J. Mosc. Phys. Soc. : журнал. — {М.}, 1999. — Т. 9, № 3. — С. 181—185. — .
- В. Л. Гинзбург, Л. В. Курносова, А. Г. Лабенский, Н. П. Топчиев, М. И. Фрадкин, В. А. Каплин, Д. В. Каплин, В. А. Логинов, Е. Ф. Макляев, М. Ф. Рунцо, Е. В. Горчаков. К вопросу о роли альбедо из калориметра телескопа «ГАММА-400» при регистрации первичного гамма-излучения (англ.) // Известия РАН. Серия физическая : журнал. — {М.}: Наука, 1997. — Vol. 61, no. 3. — P. 613—615. — ISSN 1062-8738. — .
- В. Гинзбург, Л. Курносова, Л. Разоренов, М. Фрадкин, А. Лабенский, Н. Топчиев, М. Русакович, В. Каплин, М. Рунцо, Е. Макляев, В. Логинов, Е. Горчаков, А. Хованская. Космическое гамма-излучение высокой энергии и проект гамма-телескопа «ГАММА-400» // Препринт №3. — {М.}: Физический институт им. П. Н. Лебедева, 1995.
- В. Л. Гинзбург, Л. В. Курносова, А. Г. Лабенский, Н. П. Топчиев, М. И. Фрадкин, В. А. Каплин, Д. В. Каплин, В. А. Логинов, Е. Ф. Макляев, М. Ф. Рунцо, Е. В. Горчаков. К вопросу о роли альбедо из калориметра телескопа «ГАММА-400» при регистрации первичного гамма-излучения (англ.) // Известия РАН. Серия физическая : журнал. — {М.}: Наука, 1997. — Vol. 61, no. 3. — P. 613—615. — ISSN 1062-8738. — .
- V. Dogiel, M. Fradkin, L. Kurnosova, L. Razorenov, M. Rusakovich, N. Topchiev. Some tasks of observational gamma-ray astronomy in the energy range 5-400 GeV (англ.) // Space Science Reviews : журнал. — Springer, 1988. — Vol. 49, no. 3. — P. 215—226.
Ссылки
- Комплекс научной аппаратуры «ГАММА-400». Официальный сайт. Дата обращения: 3 мая 2013.
- Создание космической обсерватории для исследований гамма-излучения в интервале энергий 30-1000 ГэВ в части разработки эскизного проекта КК. Федеральное космическое агентство «Роскосмос». Дата обращения: 3 мая 2013.
- ФИАН. 3000 ГэВ – новая планка для поисков темной материи. Темная материя и темная энергия. Дата обращения: 3 мая 2013.
- Интерфакс-АВН. В 2016 году планируется запустить новую российскую космическую обсерваторию «Гамма-400». Российские космические системы (27 декабря 2011). Дата обращения: 3 мая 2013.
- Интерфакс-АВН. Роскосмос готов выделить дополнительно почти 100 млн руб. в рамках программы по созданию космической обсерватории. Российские космические системы (22 апреля 2011). Дата обращения: 3 мая 2013.
- Интерфакс-АВН. Бюджет на 2013 год предполагает рекордное финансирование космонавтики. Российские космические системы (6 декабря 2012). Дата обращения: 3 мая 2013.
- Интерфакс-АВН. Российские ученые создали новую технологию для космических телескопов. Российские космические системы (12 февраля 2012). Дата обращения: 3 мая 2013.
- Интерфакс-АВН. Два десятка проектов по исследованию Солнечной системы и Вселенной будет реализовано до 2015 года. Российские космические системы (12 февраля 2012). Дата обращения: 3 мая 2013.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.