«Укун» ( кит. упр. 悟空 , пиньинь Wù Kōng ) или «Постигнувший пустоту» (кит. упр. 悟 — познавать, постигать; 空 — пустой, пустота, англ. Dark Matter Particle Explorer, DAMPE ), или Вуконг ( Wukong ) — первый китайский астрономический спутник и астрофизическая обсерватория. Создана для сбора информации и исследования электронов и гамма-излучения , спектра космических лучей, высокоэнергетических элементарных частиц и выявления возможных признаков тёмной материи .

DAMPE наблюдает за высокоэнергетическими электронами и позитронами космических лучей, их зарядом и энергией, исследует галактические процессы и такие явления, как аннигиляция или распад слабо взаимодействующих массивных частиц ( вимпов ) — предполагаемых частиц определённого типа в составе тёмной материи .

Совместный международный проект Китайской академии наук (CAS), Швейцарского национального научного фонда (SNSF); Национального института ядерной физики (INFN), Италия . Масса спутника 1900 кг, вес полезной нагрузки 1400 кг, потребляемая мощность 400 Вт, расчётный срок службы 3 года (цель — 5 лет) .

Запуск ИСЗ «Укун» осуществлён 17 декабря 2015 года с помощью ракеты-носителя « Чанчжэн-2D ». Главным в команде исследователей, связанной с ИСЗ «Укун», является замдиректора обсерватории Цзыцзиньшань .

Название

ИСЗ «Укун» получил название по имени Сунь Укуна , персонажа романа « Путешествие на Запад », одного из четырёх китайских классических романов . Дословно название можно перевести с китайского как «Постигнувший пустоту» или «Познающий небытие», так как тёмная материя не имеет электромагнитного излучения , её невозможно наблюдать напрямую, поэтому в названии отражена информация о том, для чего предназначен спутник . Оно было отобрано из более чем 30 000 вариантов, предложенных в рамках месячного публичного конкурса, проводившегося с 29 сентября 2015 года .

Оружием Сунь Укуна в « Путешествии на Запад » был посох с золотыми обручами ( кит. упр. 金箍棒 ). По аналогии с ними заместитель главного конструктора проекта DAMPE Фань Ичжун назвал часть оборудования станции — кристаллические стержни — «хрустальным жезлом». Он сказал репортеру научно-технического ежедневника Science and Technology Daily : «Хрустальный жезл „Короля обезьян“ рассеивает „чёрные тучи“ тёмной материи» (кит. упр. «年富力强»的"悟空"还将继续服役) .

Оснащение

Наземный сегмент

Китайская наземная спутниковая станция дистанционного зондирования (RSGS) создана и введена в эксплуатацию в 1986 году. Наземный сегмент связи и слежения за спутником DAMPE состоит из пяти частей: Китайский центр управления, Центр миссий, Центр космических данных и три станции X-диапазона : в Миюне, Санье и Каши .

Спутник

Спутник представляет собой космический аппарат из несколько элементов, установленных друг над другом вертикально вдоль оси Z космического корабля (направление наблюдения) :

Двухслойный сцинтилляционный детектор PSD — состоит из двухслойных, расположенных в шахматном порядке полос. PSD обнаруживает заряд космических лучей, а также служит детектором предотвращения совпадений для энергичных фотонов .

Кремний-вольфрамовый трекер — состоит из шести плоскостей слежения из двух ортогональных слоёв односторонних микрополосковых линий с общей поверхностью детектора около семи кв. м. С их помощью отслеживается направление гамма-лучей путём их преобразования в заряженные частицы, затем они исследуются с помощью прибора .

Калориметр BGO — содержит 308 стержней с кристаллами высокоэффективного поглотителя гамма-излучения — германата висмута . Каждый стержень имеет размер 2,5 см в ширину, 60 см в длину и является самым длинным кристаллом BGO в мире. Пусковые колебания глушатся при помощи зазоров в 0,5 мм вокруг каждого кристалла, заполненных силиконовым эластомером . Это удерживает каждый кристалл на месте и предотвращает возможные повреждения. Падающие космические частицы взаимодействуют с кристаллами, генерируя импульс оптического света, который регистрируется фотоумножителями и каждым краем стержневого слоя. Калориметр чувствителен к частицам с энергией от 5 ГэВ до 10 ТэВ .

Нейтронный детектор — четыре больших сцинтилляционных детектора из легированного бором пластика. Каждый оснащён фотоумножителем для измерения причин световых вспышек от падающих нейтронных частиц, возбуждающих бор и генерирующих альфа-частицы и гамма-лучи. Гамма-лучи преобразуются в световые импульсы, регистрируемые прибором. Нейтронная активность частиц может быть обнаружена NUD в течение нескольких микросекунд .

Аналоговая схема считывания и сбора данных в основном состоит из восьми плат, работающих на основе среды программирования ANSI .

Статистические данные

Начиная с первого приёма цифровых данных 20 декабря 2015 года до 30 сентября 2020 года «Укун» произвёл 9 сканирований всего неба и зафиксировал около 8,69 млрд частиц высокой энергии. Каждый день утром и вечером (по пекинскому времени ) «Укун» пролетает над воздушным пространством КНР, и три станции приёма цифровых данных в Миюне , Кашгаре и Санья принимают 16 гигабайт данных. В 2017 году исследовательская команда «Укун» опубликовала первую партию результатов: точно измеренный в космосе энергетический спектр электронных космических лучей; в 2019 году она опубликовала точно измеренный энергетический спектр протонов космических лучей, обнаруживший новую структуру, которая, по мнению исследователей, может быть следом находящегося поблизости источника космических лучей .

В течение 530 дней полёта спутник передал на Землю данные об обнаружении 1,5 миллионов космических электронов и позитронов выше 25 ГэВ , для которых характерно беспрецедентно высокое энергетическое разрешение и низкий уровень запыления .

Расчетный срок службы Wukong составлял три года . С 20 декабря 2015 по 30 сентября 2020 года спутник «Укун» находился на орбите 1746 дней и совершил более 27,5 тысяч витков по солнечно-синхронной орбите на высоте 500 километров. Срок работы спутника в 2019 году был продлён ещё на два года .

Примечания

Ссылки

• — официальный сайт Укун