Русская Википедия:Hipparcos

Содержание

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Шаблон:Космическая обсерватория Hipparcos [hɪ’pɑ:kɔs] (акроним от High Precision Parallax Collecting Satellite — «высокоточный спутник для сбора параллаксов»; название созвучно с именем древнегреческого астронома Гиппарха (Шаблон:Lang-grc), составителя первого в Европе звёздного каталога; код обсерватории «248») — космический телескоп Европейского космического агентства (ЕКА), предназначенный для астрометрических задач: измерения координат, расстояний и собственных движений светил.

Спутник был запущен в 1989 году и за Шаблон:Num работы собрал информацию более чем о миллионе звёзд. Точность измерений для основного эксперимента (более 100 тыс. звёзд) составила Шаблон:Num. Hipparcos — первый и, на 2014 год, единственный завершивший свою работу космический астрометрический проект. Успех программы позволил увеличить точность астрометрических измерений на порядок и тем самым совершить весьма значительный прорыв в астрономии.

История проектирования

Идея высокоточного измерения параллаксов с борта искусственного спутника была предложена ещё в 1966 году французским астрономом П. Лакрутом. Тогда подобное предложение делалось со значительным упреждением в расчёте на развитие технологий, однако, членами научного совета Европейского космического агентства была проделана работа по его детальному рассмотрению, предвычислению результатов и дополнению проекта деталями, и в 1980 году ЕКА приступило к работе над непосредственной реализацией. В процессе разработки проекта дополнительно ввели эксперимент Tycho (названный так в честь датского астронома Тихо Браге). Суть эксперимента заключалась в использовании ранее введенного устройства отождествления звёзд (Шаблон:Lang-en) для научных целей (первоначально оно использовалось только для определения ориентации спутника в пространстве).

Сведения об аппарате

Запуск спутника HIPPARCOS состоялся 8 августа 1989 года с космодрома Куру (Французская Гвиана). Спутник был выведен на орбиту ракетой носителем «Ариан» («Ariane-4.44LP / Н10, v.33»). На этом этапе возникли неполадки. Из-за отказа одного из двигателей спутник получилось вывести не на запланированную геостационарную, а на эллиптическую орбиту. Параметры получившейся орбиты оказались следующими: наклон — 7°, период обращения — Шаблон:Num; высота перигея и апогея — Шаблон:Num и Шаблон:Num, соответственно; эксцентриситет — 0,7 вместо полагающегося геостационарной орбите эксцентриситета, близкого к нулю. Кроме того, спутник получил нежелательный вращательный момент, который пришлось корректировать в течение первых недель полёта. Эксперимент не был прекращён, так как осуществлять наблюдения оказалось возможно и в получившихся условиях. Однако вывод на орбиту, отличную от запланированной, привёл к систематическому пересечению спутником зоны радиационных поясов Земли, что не давало в эти моменты возможности производить наблюдения, из-за высокой амплитуды фотонного шума, — в результате чего потерялось 30—35 % имевшегося наблюдательного времени. Кроме того, частое пересечение радиационных поясов ускорило деградацию некоторых компонентов спутника и измерительной аппаратуры, что привело в 1992 году к приостановке на три месяца, а в марте 1993 года — к досрочному прекращению эксперимента.

Оптическая система представляла собой катадиоптрический телескоп системы Шмидта. Перед объективом стояло два плоских зеркала, сводивших в одно поле зрения две площадки на небе, отстоящие друг от друга на 58°.

Параметры:

• диаметр апертуры: Шаблон:Num;
• фокусное расстояние: Шаблон:Num;
• масса аппарата: Шаблон:Num;
• максимальная точность: 0,001″.

Спутником было выполнено свыше 3 млн наблюдений Шаблон:Num, включённых в основную программу (это почти все звёзды до 9^m), и несколько десятков миллионов наблюдений примерно 1 млн звёзд с помощью вспомогательной аппаратуры (вначале планировалось включить 100 тыс. звёзд по основной программе, но потом её минимум увеличили).

В процессе эксперимента было открыто свыше Шаблон:Num и около Шаблон:Num звёзд.

Каталоги

Обработка наблюдений продолжалась до 1997 года и проводилась независимо двумя международными консорциумами — «северным» (страны Скандинавии и северной Европы) и «южным» (Франция, Италия и др.). Также принимали некоторое участие астрономы России. Эти консорциумы работали независимо, только их окончательные результаты были сравнены и объединены. В итоге, в 1997 году состоялась публикация Европейским космическим агентством звёздного каталога Hipparcos, одноимённого с проектом, и ещё одного каталога, Tycho (по результатам эксперимента Tycho). Каталоги были выпущены в печатном и электронном виде. Печатная версия содержала Шаблон:Num: непосредственно каталог Hipparcos и документацию, описывающую содержание обоих каталогов, характеристики спутника, алгоритмы обработки данных. Электронная версия находилась на шести компакт-дисках, собранных в виде 17-го тома.

Для звёзд каталога Hipparcos приводятся следующие астрометрические параметры:

• положения (точные координаты — два параметра);
• собственные движения;
• параллаксы;
• звёздные величины в фотометрических системах B и V.

Пять астрометрических параметров (кроме лучевой скорости) определялись решением системы линеаризованных уравнений в частных производных методом наименьших квадратов.

Основные характеристики каталогов Hipparcos и Tycho

Каталог	Hipparcos	Tycho
Система каталога	ICRS	ICRS
Средняя эпоха наблюдений	1991,25	1991,25
Число звёзд	Шаблон:Num	Шаблон:Num
Предельная звёздная величина	8m	Шаблон:Numm
Точность положений	≈Шаблон:Nbsp0.001″	Шаблон:Num″—Шаблон:Num″
Точность собственных движений	≈Шаблон:NbspШаблон:Num″ в год	—
Точность параллаксов	≈Шаблон:NbspШаблон:Num″	—
Средняя точность фотометрии	≈Шаблон:NbspШаблон:Numm	Шаблон:Numm—Шаблон:Numm

Каталог Hipparcos

Шаблон:Главная До эксперимента точность была оценена как Шаблон:Num, реально полученная оказалась лучше — Шаблон:Num для большинства звёзд.

Точность измерения параллаксов каталога позволила значительно уточнить представления о расстояниях до звёзд. По результатам космического эксперимента, для Шаблон:Num расстояния стали известны с точностью не хуже 10 %, а для Шаблон:Num — не хуже 20 %. Вскоре после публикации результатов Международный астрономический союз рекомендовал использовать каталог Hipparcos как первичную реализацию Международной небесной системы координат (ICRS) в оптическом диапазоне.

Связь с опорной системой координат в радиодиапазоне — ICRF — осуществлялась через:

• РСДБ-наблюдения радиозвёзд вблизи квазаров;
• наблюдения радиозвёзд с телескопом VLA;
• измерения угловых расстояний от звёзд Hipparcos’а до внегалактических источников на космическом телескопе «Хаббл» в оптическом диапазоне;
• фотографические и ПЗС-наблюдения квазаров;
• фотографические обзоры.

Авторы каталога Hipparcos указывают следующие оценки точности совпадения системы ICRF и системы каталога:

• рассогласование между системами по направлению осей может составлять Шаблон:Num дуги;
• вращение одной системы координат относительно другой может составлять около Шаблон:Num дуги в год.

Впоследствии из числа объектов каталога, определяющих опорную систему, было рекомендовано исключить двойные звёзды, некоторые переменные звёзды, и те, относительно которых имеются сомнения в точности данных. Соответствующая опорная система координат получила название HCRF.

Каталог Tycho-2

Ещё одним результатом является каталог Tycho-2. В отличие от каталогов Hipparcos и Tycho, он базируется не только на результатах наблюдений спутника. При его создании использовано множество наземных наблюдений для уточнения собственных движений. Содержит около Шаблон:Num звёзд, для которых приводятся положения, собственные движения, звёздные величины в системах, близких к стандартным системам B и V, а также другие сведения. Точность положений для звёзд Шаблон:Num — около Шаблон:Num дуги, собственных движений — Шаблон:Num—Шаблон:Num дуги в год. Каталог был опубликован в 2000 году и заменил собой каталог Tycho.

Сравнительная характеристика каталогов

Каталог Hipparcos не имеет аналогов для применения в практических задачах, требующих высокой астрометрической и фотометрической точности при работе с большими полями зрения и в сходном с каталогом динамическом диапазоне звёздных величин (9^m—11^m). Он не становится полностью универсален ввиду наличия в современной астрономии большого количества практических задач, в которых используются малые поля зрения (порядка угловых минут) и диапазоны звёздных величин от 14^m до 23^m. Каталог Tycho-2 подходит уже для значительно большего количества задач, чем Hipparcos, но имеет меньшую точность.

На основе каталогов Hipparcos и Tycho-2 был подготовлен ряд атласов, в частности звёздный атлас Шаблон:Iw и вторая редакция «Уранометрии 2000.0».

Результаты миссии

Кратко результаты миссии HIPPARCOS можно охарактеризовать следующим образом:

• определены пять астрометрических параметров (в частности, параллаксы) Шаблон:Num с точностью, превосходящей точность наземных наблюдений в Шаблон:Num;
• определены положения (два астрометрических параметра) для 1 млн звёзд, с точностью, превосходящей точность наземных наблюдений в Шаблон:Num—Шаблон:Num;
• определены фотометрические данные (звёздные величины в двух цветах) для 1 млн звёзд. Точность этих данных хотя и уступает точности лучших наземных наблюдений, но данные представлены в однородной фотометрической системе, что иногда бывает более важно. Однородность фотометрии для такого количества звёзд достигнута впервые в истории астрономии;
• открыто свыше Шаблон:Num и около Шаблон:Num звёзд;
• создан новый фундаментальный каталог, а также два других дополнительных каталога, удовлетворяющих множеству задач астрономии значительно лучше каталогов, полностью базирующихся на наземных наблюдениях.

Некоторые из этих результатов являются не только более точными, но и принципиально новыми (например, параллаксы являются абсолютными, а не относительными, как при наземных наблюдениях).

Важность этих результатов для астрометрии и астрономии привела к оценке данного эксперимента как значительной вехе в истории астрономии, о чём свидетельствует в том числе появление в специальной литературе термина «постгиппарковская эпоха» (Шаблон:Lang-en).

Обработка наблюдений спутника продолжалась и после опубликования основного результата в 1997 году. По данным библиографической системы NASA Astronomical Data Service, до запуска спутника опубликовано несколько сотен статей, содержащих обсуждение проекта (программу наблюдений, различные математические модели с целью оптимизации параметров аппарата, расчет ожидаемой точности). В настоящий момент в ADS (в разделе астрономии) выложено около Шаблон:Num со словом «Hipparcos» в названиях, и около Шаблон:Num — со словом «Hipparcos» в резюме.

Влияние эксперимента Hipparcos на развитие астрометрии заключается в следующем:

• большое число важных научных результатов, о чём свидетельствует число опубликованных статей;
• демонстрация того, что очень дорогостоящий (более Шаблон:Num долларов), но хорошо спланированный эксперимент может показать результаты, дающие начало новой эпохи в науке, в данном случае в астрономии;
• более интенсивная разработка новых проектов, с намерениями добиться увеличения точности ещё в Шаблон:Num—Шаблон:Num, и увеличение числа измеренных объектов до Шаблон:Num — Шаблон:Num.

См. также

• Gaia
• Space Interferometry Mission
• Европейское космическое агентство

Ссылки

• Шаблон:Cite web.
• Витязев В. В. Шаблон:Cite web.
• Шаблон:Cite web.

Внешние ссылки