Aparatura m.in. z Polski trafi na Międzynarodową Stację Kosmiczną

Testy z wykorzystaniem balona stratosferycznego to część projektu EUSO (Extreme Universe Space Obserwatory), w ramach którego badane ma być promieniowania kosmicznego najwyższych energii. W międzynarodowym zespole naukowców aktywnie biorą udział fizycy z Narodowego Centrum Badań Jądrowych (NCBJ), którzy wykonali układy zasilania wysokiego napięcia detektorów. Poinformował o tym rzecznik NCBJ Marek Sieczkowski w przesłanym PAP komunikacie.

W Timmins, w Kanadzie na wysokość ponad 38 km wysłano stratosferyczny balon z modułem detektora EUSO. Naukowcy testowali dzięki niemu skomplikowaną aparaturę składającą się z 36 fotopowielaczy, tj. 2304 pikseli oraz specjalnie dostosowanego układu soczewek Fresnela. Badano nie tylko elementy detektora UV, telemetrię układu optycznego (błyski UV pochodziły z lecącego równolegle helikoptera), kamerę na podczerwień, ale również wykonano pomiar tła UV, które jest ważne w pomiarach Wielkich Pęków Atmosferycznych. Układy zasilania wysokiego napięcia, niezbędne dla prawidłowego działania aparatury zaprojektowano i wykonano w łódzkim Zakładzie Fizyki Promieniowania Kosmicznego (obecnie część Zakładu Astrofizyki) NCBJ.

140 takich jak przebadany w Kanadzie modułów zostanie zamontowanych w niedalekiej przyszłości na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej ISS. Wtedy to eksperyment EUSO rozpocznie właściwe prace nad badaniem promieniowania kosmicznego najwyższych energii.

„Celem satelitarnej misji EUSO jest pomiar energii i kierunków promieniowania kosmicznego najwyższych energii, tzn. powyżej 3x10^19eV (30 miliardów miliardów elektronowoltów - PAP) – zaznacza dr Jacek Szabelski z Zakładu Astrofizyki NCBJ – choć sami umiemy już w CERN rozpędzić cząstki do energii 7x10^12eV (7 tysięcy miliardów elektronowoltów - PAP), to jednak wciąż nie potrafimy wyjaśnić w jaki sposób cząstki promieniowania kosmicznego uzyskują energie i to milion razy większe. Mamy nadzieję, że przez trzy lata obserwacji naszej aparatury w kosmosie znajdziemy odpowiedź na to pytanie nurtujące fizyków na całym świecie”.

Ultrafioletowy teleskop z bardzo szybką kamerą będzie zamontowany do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) i skierowany w kierunku Ziemi. Pomiary z kosmosu pozwolą na równoczesne monitorowanie wielkiego obszaru atmosfery, porównywalnego z powierzchnią Polski. Cząstki promieniowania kosmicznego wielkich energii w wyniku oddziaływań tworzą kaskady cząstek zwane Wielkimi Pękami Atmosferycznymi (WPA).

Największe zaobserwowane WPA miały ponad 100 milionów cząstek (materii i antymaterii). Obserwacje będą mogły być prowadzone tylko nocą (po ciemnej stronie Ziemi). Detektor jest bardzo szybki (obserwowane zjawisko trwa mniej niż 1/10 milisekundy) i ma wielką czułość, żeby zobaczyć słabe poruszające się źródło światła UV powstające w wyniku oddziaływania milionów cząstek WPA z atmosferą (wzbudzone cząsteczki azotu w atmosferze emitują światło ultrafioletowe).

Eksperyment EUSO pozwoli na pomiar około tysiąca kaskad o najwyższych energiach w czasie trzech lat pracy teleskopu. Pomiary będą polegały więc na mierzeniu strumieni fotonów ultrafioletowych i zliczaniu pojedynczych fotonów w każdym pikselu (400 tys. razy na sekundę). Dodatkowym utrudnieniem będzie tło świateł z powierzchni Ziemi i odbitego od atmosfery (w tym chmur) promieniowania nieba. Fizycy chcą również poznać źródła powstawania cząstek promieniowania kosmicznego wysokich energii, jak również zbadać inne zjawiska atmosferyczne, np. pioruny czy TLE (Transient Luminous Events – wyładowania na zewnątrz atmosfery – mało zbadane i najbardziej energetyczne zjawiska w atmosferze).

Lot balonu zorganizował Instytut Astrofizyki i Planetologii (IRAP) oraz Francuska Agencja Kosmiczna (CNES) z bazy balonowej Kanadyjskiej Agencji Kosmicznej w Timmins (Ontario, Kanada). We współpracy EUSO-Balloon biorą udział naukowcy z Francji, Włoch, Japonii, Niemiec, USA, Hiszpanii, Korei, Meksyku i Polski.

PAP - Nauka w Polsce

lt/ mrt/