Huomisen tekniikkaa tänään
In English
|
Planck-satelliitti toimii taajuusalueella 30 - 857 GHz. Taajuusalueen pitää olla laaja, jotta etualan häiriölähteiden vaikutus saadaan poistettua mahdollisimman tehokkaasti. Tämä kuitenkin merkitsee sitä, että vastaanottimien pitää rakentaa kahta eri tekniikka käyttäen. Alemmilla taajuuksilla ne ovat "tavallisia" radiovastaanottimia ja korkeammilla taajuuksilla bolometrejä . Tavoitteena on hyvä herkkyys, jotta mikroaaltotaustan pienetkin epäsäännöllisyydet saadaan mitattua. Planck tulee olemaan hurjan paljon herkempi kuin COBE, ja vähintään kymmenen kertaa herkempi kuin WMAP. Teleskooppi Vastaanottimet LFI ja HFI 70 GHz:n vastaanottimet rakennetaan Suomessa (Millilab, Ylinen Electronics Co., Metsähovi). Nämä integroiduilla millimetrialueen piireillä toteutettavat vastaanottimet ovat vain tulitikkurasian kokoisia. Kosmisen mikroaaltotausta lähettämä heikon heikko säteily pitää vahvistaa, jotta sitä voidaan tutkia. Vahvistuksen pitää olla miljoonakertainen! Koska taustasäteily on hyvin kylmää (3 Kelviniä eli -270 Celsius-astetta), pitää myös vastaanottimien olla jäähdytettyjä jotta vaadittava herkkyys saavutettaisiin. Rata |
Kosmisen mikroaaltotaustan
tarkat havainnot edellyttävät, että laitteet on suunniteltu
huolellisesti. Planck-satelliitilla ja sen
havaintolaitteistolla onkin varsin tiukat vaatimukset, ja
esimerkiksi sen vastaanottimissa käytetään uusinta ja hienointa
tekniikkaa. Ensinnäkin satelliitin pitää havaita koko taivas,
tavoitteena on havaita vahintään 90 prosenttia siitä. Toiseksi,
sen suuntaustarkkuuden pitää olla tarpeeksi hyvä erottamaan
mikroaaltotaustan lämpötilaerot. Kolmanneksi, laitteiston,
kuten vastaanottimien, itsensä aiheuttamien häiriöiden pitää
olla pieniä, jotta ne eivät häiritse mittauksia.
Planck-satelliitin reflektoriteleskoopin pääpeili on
halkaisijaltaan 1.5 metriä. Apupeilin halkaisija on noin 0.8
metriä ja se on sijoitettu sivuun pääpeilin akselista.
Teleskooppia ympäröi säteilysuojus (näkyy ylemmässä kuvassa),
jonka tarkoitus on estää hajasäteilyä häiritsemästä mittauksia
ja auttaa laitteistoa pysymään viileänä. Hajasäteilyä tulee
sekä Auringosta että planeetoista, ja myös satelliitista
itsestään.
Alemman taajuuden vastaanottimet (Low Frequency
Instrument eli LFI) toimivat taajuuksilla 30, 44 ja 70 GHz.
Kullakin taajuudella on useampi vastaanotin (4, 6 ja 12
kappaletta). Korkeamman taajuuden vastaanottimet (High
Frequency Instrument HFI) puolestaan toimivat taajuuksilla 100,
143, 217, 353, 545, 857 GHz. Eri taajuuksilla on vastaanottimia
4, 12, 12, 6, 6 ja 6 kappaletta. HFI-laitteisto sijoitetaan
LFIn sisälle.
Satelliitti laukaistaan Ariane 5 -kantoraketilla
yhdessa Herschel- satelliitin kanssa. Planck asetetaan
elliptiselle kiertoradalle Maa-Aurinko-systeemin Lagrangen
pisteen (L2) ympäri. Tämä piste sijaitsee noin 1.5 miljoonan
kilometrin päässä Maasta, pois päin Auringosta. Teleskooppi
saadaan näin sopivasti sijoitettua osoittamaan kohti avaruutta,
jolloin edessä ei ole havaintoja haittaavia esteitä,
hajasäteilyn määrä on mahdollisimman pieni ja lämpötalous
tasainen. 
Satelliitti pyörii ympäri,
jolloin 70 asteen kulmassa satelliittiin nähden oleva
teleskooppi havaitsee siivun taivasta. Joka päivä satelliitin
asentoa muutetaan hieman, ja noin puolen vuoden kuluttua koko
taivas on havaittu kertaalleen. Herkkyyden lisäämiseksi on
tarpeen havaita taivas kahteen kertaan. On arvioitu, että koko
tehtävän suorittamiseen laukaisusta viimeiseen havaintoon asti
kestää vähintäänkin 15 kuukautta. Tämän hetkisen arvion mukaan
Planck-satelliitti laukaistaan vuonna 2008.