Montaż satelity Planck dobiega końca. W centrum Alcatel Alenia Space w Cannes naukowcy pracują nad umieszczeniem wszystkich modułów w głównym satelicie. Cała operacja ma zakończyć się na początku marca tego roku. Rzućmy okiem na przebieg przygotowań do misji.

O satelicie Planck, który jest następcą COBE i WMAP, pisaliśmy już jakiś czas temu (“Planck, następca COBE“>Planck, następca COBE“). Przypomnijmy więc krótko: Planck to europejska misja prowadzona przez ESA, której zadaniem jest niezwykle dokładne zbadanie mikrofalowego promieniowania tła. Jest ono pozostałością po promieniowaniu, które wypełniło Wszechświat tuż po Wielkim Wybuchu.

Planck był początkowo nazywany nieco przydługim imieniem COBRAS/SAMBA (Cosmic Background Radiation Anisotropy Satellite and Satellite for Measurement of Background Anisotropies). Badania prowadzone w ESA w połowie lat 90. pozwoliły na włączenie go w program Horizon 2000. Całkowity koszt misji jest szacowany na 600 mln euro.

Planck zostanie wyposażony w niezwykle czułe instrumenty pomiarowe, które będą pracowały na 9 różnych pasmach częstotliwości, chłodzone do temperatur nie większych niż 20 K. To pozwoli uzyskać dokładność pomiaru fluktuacji temperatury rzędu jednej milionowej kelwina. Jest to błąd tak mały, że ograniczony nie dokładnością przyrządu pomiarowego, a fluktuacjami, wynikającymi z emisji promieniowania przez materię.

Spodziewany obraz mikrofalowego promieniowania tła, jaki uda się uzyskać przy pomocy sondy Planck.

Naukowcy wykorzystają uzyskane przy pomocy sondy Planck dane przy analizie wielu zagadnień – od badania ciemnej materii do określenia stopnia zakrzywienia przestrzeni.

Jeśli w nieregularnościach promieniowania tła uda się odkryć składnik, wywołany przez pierwotne fale grawitacyjne, pozwoli to rozstrzygnąć problem, czy Wszechświat przeszedł fazę inflacyjną, która miała nastąpić po Wielkim Wybuchu.

W promieniowaniu tła widoczne są nieregularności, rozmieszczone w sposób, który przypomina obecny układ wielkich struktur we Wszechświecie. Układ ten jest określany w znacznej mierze przez puste przestrzenie między gromadami galaktyk. Analiza tych nieregularności promieniowania tła, połączona z nowymi pomiarami przesunięcia ku czerwieni dla ok. miliona galaktyk, pozwoli sformułować nową teorię formowania się struktur Wszechświata. Badania te rzucą też światło na naturę ciemnej materii.

Wśród niejednorodności w rozkładzie temperatury można wyodrębnić również takie, które są wynikiem rozpraszania fotonów tła na materii w wielkich gromadach galaktyk (efekt Sunyaeva-Zeldovicha). Ich analiza dostarczy informacji o budowie i ewolucji gromad galaktyk. Pomiary te, w połączeniu z obserwacjami w paśmie rentgenowskim, pozwolą także oszacować stałą Hubble’a z dokładnością do kilku procent.

Efekt Sunyaeva-Zeldovicha jest związany z temperaturą danej gromady galaktyk. Ponieważ temperatura ta zależy od ruchu gromady, to wykonanie pomiarów dla długości fali mniejszych niż milimetr umożliwi zmierzenie prędkości gromady z dokładnością ok. 250 km/s. To pozwoli zweryfikować teorie formowania się wielkich struktur oraz dostarczy dość dokładnych informacji o średniej gęstości masy we Wszechświecie.

Laureat Nagrody Nobla z fizyki w 2006 roku, George T. Smoot, obok szkieletu sondy Planck, której celem będzie zbadanie mikrofalowego promieniowania tła.

Planck zostanie wyniesiony poza Ziemię na rakiecie Ariane-5 z Guiana Space Centre w Gujanie Francuskiej. W tym samym locie zostanie także wyniesiony w przestrzeń teleskop ESA, Herschel. Planck oddzieli się od niego ok. 2,5 godziny po wystrzeleniu. Docelowym miejscem umieszczenia Plancka jest orbita Lissajous dookoła drugiego punktu Lagrange’a – L2 – oddalonego od Ziemi o 1,5 mln km. Planck dotrze tam po około półrocznym locie. Wykona w sumie dwie serie pomiarowe. Dane będą każdego dnia sukcesywnie przekazywane na Ziemię, podczas trzygodzinnego połączenia. Na razie przewidywany czas trwania misji to 15 miesięcy, ale – w zależności od stanu technicznego urządzeń – może on zostać wydłużony. Spodziewana data wystrzelenia sondy to koniec lipca 2008 roku.

Na razie dobiega końca złożenie sprzętu pomiarowego w jedną całość w Alcatel Alenia Space w Cannes. Z początkiem marca Planck ma zostać przetransportowany do Liege w Belgii, aby przejść całą serię testów wydajności urządzeń w ekstremalnych temperaturach.

Autor

Teresa Kubacka