Користувач:Liliya Klepko/Чернетка

Найближчий відомий квазар (Markarian 231 z = 0,04) знаходиться на відстані близько 600 мільйонів світлових років від Землі. Рекорд найдальшого відомого квазара постійно змінюється.

• У 2017 році був виявлений квазар ULAS J1342+0928 з червоним зміщенням z = 7,54. Світло, яке спостерігалося від цього квазара з масою 800 мільйонів сонячних мас, випромінювалося, коли Всесвіту було лише 690 мільйонів років.
• На початку 2021 року було зареєстровано квазар QSO J0313–1806 з чорною дірою з масою 1,6 мільярда сонячних мас з z = 7,64, через 670 мільйонів років після Великого вибуху.
• В кінці 2023 було виявлено квазар UHZ1 з червоним зміщенням 10,1. Це червоне зміщення зробило його найдальшим і, отже, найдавнішим квазаром у спостережуваному Всесвіті. Світло, що спостерігається від цього квазара, було випущено, коли Всесвіту було лише 470 мільйонів років. Надмасивна чорна діра в цьому квазарі, оцінена в 40 мільйонів сонячних мас, є найвіддаленішою чорною діркою, виявленою на 2023 рік.

Орбітальна геофізична обсерваторія

Концепція художника ОГО 1

Орбітальна геофізична обсерваторія (англ. Orbiting Geophysical Observatory, OGO) — це серія з шести безпілотних наукових супутників НАСА, запущених Сполученими Штатами з 1964 по 1969 рік. Ці орбітальні супутники, оснащені комплексом магнітометрів, були розроблені для дослідження магнітосфери Землі (тобто зони сильного магнітного поля навколо планети) і її вплив на високоенергетичні частинки, що випромінюються Сонцем. Ці дослідження включали дослідження полярних сяйв, магнітних бур та інших пов’язаних явищ. Усі ці супутники використовували одну платформу, але мали різні наукове обладнання. Супутники успішно вивчали взаємодію між Землею та Сонцем, незважаючи на ряд технічних проблем. Кожен супутник містив прилади для 20-25 експериментів. ОГО 1, ОГО 3 і ОГО 5 були на екваторіальних орбітах, ОГО 2, ОГО 4 і ОГО 6 були на нижніх полярних орбітах.

Контекст

Протягом перших п'яти років після запуску першого штучного супутника в космос (Супутник 1 у 1957 році), що знаменує початок космічної ери, було розроблено перше покоління наукових супутників. Ці супутники були досить легкими і простими, що було пов'язано з обмеженнями ракет-носіїв і прагненням конструкторів до використання надійних рішень в розробці нових технологій. Тому, як правило, космічні кораблі першого покоління виконували лише один або кілька типів вимірювань. В рамках американського космічного агентства НАСА до таких супутників належали Експлорер, Injun Університету Айови, Венгард-1, а також LOFTI і SOLRAD розроблені Дослідницькою лабораторією Військово-морського флоту США. Згодом НАСА запустило три серії набагато складніших супутників: OAO (Орбітальна астрономічна обсерваторія), OГO (Орбітальна геофізична обсерваторія) і OСO (Орбітальна сонячна обсерваторія).

Цілі

Наукова мета програми OГO полягала в проведенні серії експериментів в атмосфері та магнітосфері Землі та в навколомісячному просторі, щоб краще зрозуміти взаємозв’язки між Землею та Сонцем і вивчити Землю як планету. На технічному рівні це передбачало розробку платформи, стабілізованої на 3 осях, яку можна було б використовувати для перенесення великої кількості легко інтегрованих наукових експериментів на відповідні орбіти.

Конструкція

Схема супутника OГO

Усі супутники OГO складаються з основного корпусу, який має форму паралелепіпеда (0,9 × 0,9 × 1,8 м), двох сонячних панелей, кожна з сонячно-орієнтованим експериментальним пакетом (SOEP, Solar-oriented experiment package), двома орбітальними експериментальними пакетами (OPEP, Orbital plane experiment packages) і шістьма додатками експериментальними пакетами EP-1-EP-6. Орієнтація супутника залишається фіксованою в просторі (стабілізована на 3 осях), так що одна з довгих граней постійно вказує на Землю. Система контролю положення підтримує постійну орієнтацію сонячних панелей перпендикулярно до сонячних променів. Кубічні ємності SOEP, прикріплені до кінців сонячних панелей з обох сторін. На одному кінці корпусу супутника два комплекти експериментів OPEP-1 і OPEP-2 закріплені на регульованій опорі, яка утримує їх у напрямку осі руху супутника. Дві стійки довжиною 6,7 метра (EP-5 і EP-6) і чотири опори довжиною 1,8 метра (EP-1 до EP-4) вміщують на своїх кінцях наукові експерименти, які повинні знаходитись далеко від тіла супутника, щоб забезпечити необхідну видимість або чутливість. Крім того, супутник має кілька антен для телекомунікацій, найпомітнішою з яких є керована антена Yagi.

Система контролю положення здійснюється за допомогою сканерів горизонту, двигунів холодного газу та реактивних коліс і була розроблений так, що могла стабілізувати космічний корабель за всіма трьома осями з точністю до 2 градусів відносно локальної вертикалі, 5° відносно напрямку Сонця та 5° відносно осі прогресії. Вісь, що з’єднує дві сонячні панелі (вісь X), була розроблена для коливань, щоб залишатися перпендикулярною до площини Земля-Сонце-космічний корабель. Система теплового контролю використовує жалюзі, які відкриваються та закриваються, щоб підтримувати температуру від 10 до 24°C усередині корпусу супутника і термічні резистори для наукових експериментів, які встановлені зовні. Електрична енергія забезпечується сонячними панелями, які виробляють 550 Вт, з яких 50 Вт доступні для наукових експериментів. Енергія накопичується в двох 28-вольтових нікель-кадмієвих батареях. Телекомунікаційна система забезпечує передачу даних зі швидкістю від 1 до 64 кілобіт на секунду. Наукові дані можуть передаватися в реальному часі або із затримкою. В останньому випадку вони тимчасово зберігаються на одному з двох магнітофонів.

Хід програми

ОГО 1

ОГО-6 збірка

OGO 1 (OGO-A) був успішно запущений зі станції запуску на мисі Канаверал 5 вересня 1964 року та виведений на початкову орбіту 281 × 149 385 км з нахилом 31,2°. Дві експериментальні щогли не розгортаються правильно, і одна з них закриває датчик горизонту. У результаті супутнику не вдається підтримувати фіксовану орієнтацію, як це було передбачено. Оператори вирішили стабілізувати OGO 1, підтримуючи його обертання зі швидкістю 5 обертів на хвилину. Проте 20 наукових інструментів надають дані, але обсяги для деяких з них менші, ніж очікувалося. У вересні 1964 року вчені мали прийнятні дані для 70% регіону, охопленого орбітою. Навесні та восени кількість активних інструментів необхідно зменшити, оскільки супутник має обмежену кількість енергії через обертальний рух. Місія OGO 1 завершується 1 листопада 1971 року. Цей супутник добровільно повертається на землю, на рівень Тихого океану, у суботу, 29 серпня 2020 року. Він пролетів над островами Муреа та Таїті, Французька Полінезія, близько 10:43 ранку за місцевим часом, приблизно на висоті 60-70 км. Явище, що світиться, і дислокацію супутника було видно з Таїті неозброєним оком. Супутник завершив свій шлях приблизно в 1500 км на південь від Таїті.

ОГО 2

OGO 2 (OGO-C) проводить близько двадцяти наукових експериментів з метою проведення спостережень за полярними полярними сяйвами, люмінесценцією атмосфери, енергіями частинок, змінами, що впливають на магнітне поле та властивості іоносфери. Ці спостереження слід проводити особливо в регіонах, що виходять на полюси. Супутник був виведений на низьку полярну орбіту (414 × 1510 км з нахилом 87,4°) 14 жовтня 1965 року ракетою-носителем «Тор-Агена D» з бази Ванденберг. Незабаром після запуску система контролю орієнтації вичерпує газ, необхідний для контролю орієнтації супутника, і супутник починає повільне обертання. П'ять експериментів більше не можуть працювати в цих умовах, а шість інших дають погіршені результати. У квітні 1966 року обидва акумулятори вийшли з ладу, тому спостереження були обмежені освітленими ділянками орбіти. У грудні 1966 року залишилося лише 8 оперативних експериментів, з яких лише 5 дали непогіршені результати. 1 листопада 1967 року супутник був переведений в режим очікування. Через проблеми з енергією дані, зібрані на цю дату, охоплюють загальний період у 306 днів. Інструмент було коротко відновлено на два тижні в лютому 1968 року, а потім роботу було остаточно припинено 1 листопада 19713.

ОГО 3

Вібраційні випробування супутника ОГО 6

OGO 3 (OGO-B) був запущений 7 червня 1966 року і виведений на орбіту 295 × 122 219 км і кутом нахилу 31°. 21 експеримент, який утворює найбільший набір наукових інструментів, коли-небудь розміщених на орбіті, повертає якісні дані. Експерименти здебільшого ідентичні тим, що проводилися на OGO 1. Вони включають 4 експерименти з вивчення космічного випромінювання, 4 присвячені плазмі, два – захопленому випромінюванню, два – магнітному полю Землі, один – іоносфері, 3 – дослідженню оптичного випромінювання та радіовипромінювання та мікрометеоритів. Прилад, що відповідає за виявлення позитронів і гамма-сплесків, який не працював на борту ОГО-1, у модифікованому варіанті дає задовільні результати. Супутник залишається стабілізованим по 3 осях протягом 46 днів. Наприкінці цього періоду, 23 липня 1966 року, відмова одного з обладнання, відповідального за контроль орієнтації, змусила операторів стабілізувати супутник шляхом його обертання (період обертання від 90 до 125 секунд). З червня 1969 року збір даних можна було проводити лише на 50% орбіти. Регулярний збір даних закінчився 1 грудня 1969 року, а місія завершилася 29 лютого 1972 року.

ОГО 4

Супутник OGO 4 (OGO-D) був запущений 28 липня 1967 року ракетою-носієм Thor-Agena D з бази Ванденберг і виведений на полярну орбіту 416 × 900 км зі схиленням 86°. Цілі ті самі, що й у OGO 2. Супутник стикається з проблемами системи контролю орієнтації незабаром після запуску, але вдається виправити проблему, і протягом 18 місяців супутник стабілізується по 3 осях. У середині січня 1969 року система запису на магнітну стрічку вийшла з ладу, і оператори вже не могли підтримувати орієнтацію супутника. Його обертають, щоб стабілізувати його навколо вертикальної осі з невеликою прецесією та початковим періодом 202 секунди. У цій новій конфігурації 7 експериментів зупинено, оскільки вони більше не можуть давати життєздатні результати. 27 жовтня 1969 року супутник був переведений в режим очікування. Експеримент із отримання хвиль низької частоти відновлювався кілька разів у 1970 і 1971 роках, потім операції були остаточно припинені 27 вересня 19714 року.

ОГО 5

П'ята обсерваторія OGO 5 (OGO-E) була запущена 4 березня 1969 року. Супутник в основному був призначений для спостереження Землі. Він обертається по початковій орбіті 272 × 148 228 км з нахилом 31,1°, яку він проходить за 3796 хвилин. 6 серпня 1971 року в системі контролю стався збій, і 8 жовтня 1971 року супутник було переведено в режим очікування. З 1 червня по 13 липня 1972 року було відновлено три експерименти, а 14 липня 1972 року робота супутника була остаточно припинена.

ОГО 6

Супутник OGO 6 (OGO-F) був запущений 5 червня 1969 року ракетою-носієм Thor-Agena D з бази Ванденберг і виведений на полярну орбіту 413 × 1077 км з нахилом 82°. Супутник проводить 26 наукових експериментів, метою яких є спостереження за зв’язками, що існують між різними характеристиками верхніх шарів атмосфери в період високої сонячної активності. 22 червня 1969 року відмова сонячної батареї призвела до створення негативного потенціалу 20 вольт, коли сонячні батареї були виставлені на сонце. Результати семи експериментів впливають. У жовтні 1969 року ряд фотоелектричних елементів вийшов з ладу без істотних наслідків. Один із двох магнітофонів вийшов з ладу в серпні 1970 року. У вересні 1970 року, після погіршення виробництва енергії та обладнання, лише 14 наукових експериментів все ще працювали нормально, тоді як 3 функціонували частково, а 9 заарештовано. Наприкінці червня 1971 року проблеми з виробництвом енергії загострилися, і супутник був переведений у режим очікування. Радіоексперимент, розроблений японською лабораторією, був активований у період з 10 жовтня 1971 року по березень 1972 року. Робота із супутником була повністю припинена 14 липня 1972 року.

Програма орбітальних геофізичних обсерваторій

Позначення	Дата запуску	Дата припинення роботи	Орбіта
ОГО 1
ОГО 2
ОГО 3
ОГО 4
ОГО 5
ОГО 6

Наукові результати

Цілі та орбіти супутників програми OГO

У 1969 році, коли працювали 5 обсерваторій, було опубліковано вже більше 300 наукових робіт з використанням даних, зібраних супутниками OGO. Серед цитованих на той час результатів було 8:

• Перше спостереження протонів, відповідальних за циркуляцію електричного струму навколо Землі під час магнітних бур на відстані кількох радіусів Землі.
• Перше глобальне спостереження магнітного поля Землі із супутника, що призвело до пропозиції нової моделі.
• Однозначне визначення впливу магнітного поля Землі на населення іонів.
• Перевірка існування внутрішньої межі, плазмопаузи, що оточує область стабільно захопленого випромінювання.
• Перший підкреслює, що область, населена електронами низької енергії, повністю оточує області, де випромінювання утримується.
• Перше спостереження полярного сяйва вдень.
• Перше планетарне картографування розподілу явища люмінесценції.
• Нові знання про ударну поверхню (область, де сонячний вітер зустрічається з магнітосферою Землі), зокрема перші вимірювання електричних полів у цій області.
• Підкреслення нестабільності меж магнітосфери, що може пояснити, як сонячні частинки проникають у магнітосферу.
• Перше виявлення неканалізованого поширення хвиль низької частоти.

Тоді передбачалися наступні наслідки. Проведені спостереження ведуть до вирішення важливих питань у галузі фізики поширення енергійних частинок і хвиль, фізики іонізованої плазми та фотохімії. Дані про іоносферу та процеси розповсюдження можуть допомогти покращити телекомунікації на великій відстані. Вивчення великомасштабних явищ фізики плазми може прискорити розвиток методів утримання гарячої плазми. Розуміння хімії, яка діє в земній атмосфері, може стати основою для розуміння середовища планетарних атмосфер і може стати важливим елементом у створенні теоретичних моделей, що пояснюють формування та еволюцію планетарного середовища9.

Див. також

• Орбітальна астрономічна обсерваторія (ОАО)
• Орбітальна сонячна обсерваторія (ОСО)