SKYLAB - SLUNEČNÍ OBSERVATOŘ ATM
Pro časopis Letectví + kosmonautika zpracovali Marcel GRŰN, Pavel KOUBSKÝ
(L+K č. 3/1971)
Snímky: MSFC, NASA
V L+K č. 22/1970 byla v článku "Nebeská
laboratoř" popsána americká družicová laboratoř Skylab. Vzhledem k tomu,
že speciálnímu přístrojovému úseku ATM – Apollo Telescope Mount - , připojenému
k sekci MDA, byla ve zmíněném článku věnována jen zmínka, vracíme se tímto
článkem k popisu jeho konstrukce a přístrojového vybavení.
Z
půl stovky plánovaných pokusů pro Skylab je pět výzkumných úkolů věnováno sluneční
astronomii. Všechny potřebné přístroje jsou soustředěny ve válcovitém pouzdře
o průměru 2,1 m a délce 3,5 m, jehož vnitřní prostor křižem rozdělují přepážky
na čtyři oddíly. Požadovanou průměrnou teplotu uvnitř ATM (10 °C) udržuje chladicí
kapalina, cirkulující pláštěm válce. Válec sám, chráněný před přímými slunečními
paprsky, je uložen v osmistěnné trubkové konstrukci, zajišťující mechanické
spojení s MDA. Stabilizaci sekce zajišťují tři 200kg gyroskopy Bendix (průměr
55 cm, rychlost 8000 ot/min). Ve středu trubkového rámu je prstenec o průměru
2,6 m, který nese ložiska závěsů, umožňující jemnou pointaci válce. Válec se
může natáčet 2° v náklonu a vybočení a otáčet kolem podélné osy o 120°. Jemná
pointace, využívající jemných slunečních senzorů a gyroskopů, dosahuje přesnosti
± 2,5". Nastavení přístrojů na Slunce je možno kontrolovat průmyslovou
televizí (pět kamer) na monitorech kontrolního a řídicího panelu v MDA. Systém
dovoluje sledovat současně dva experimenty.
Válcovitá část ATM bude obsahovat sedm následujících hlavních
přístrojů:
ATM...
-------------------------------------------------------------------------------------------------
Číslo Název Ústav Fotografický materiál
experimentu zásoba typ filmu
-------------------------------------------------------------------------------------------------
S 052 integrální Observatoř na Kitt 4 kamery po Kodak Pan X,
koronograf Peaku (HAO) 8 025 snímcích 35 mm, délka 228 m
S 082 B koronální Námořní výzkumná 4 kazety po Kodak SWR,
spektrograf laboratoř (NRL) 1 600 snímcích pásy 20 x 250 mm
S 082A koronální Námořní výzkumná 4 kazety po Kodak SWR,
spektrograf laboratoř (NRL) 200 snímcích pásy 35 x 250 mm
S 054 rentgenový American Science 4 kazety po Kodak Pan X,
spektroskopický & Engineering 5 454 snímcích 70 mm, délka 305 m
S 055A UV observatoř
spektrometry Harvardské - -
university
S 056 rentgenový Goddardovo středis- 4 kazety po Kodak Pan X,
teleskop ko pro kosmické 8 000 snímcích 35 mm, délka 305 m
lety (GSFC)
- teleskop Hœ Marshallovo středis-
ko pro kosmické - -
lety (MSFC)
-------------------------------------------------------------------------------------------------
Koronograf
v integrálním světle (S 052) používá vnějšího zástinu - tří kotoučů, jejichž
rozměry jsou voleny tak, aby zakrývaly sluneční kotouč. Jsou namontovány spolu
s optikou na optické lavici, připevněné k přepážkám uvnitř válce ve vzdálenosti
2,11 m před optickou částí. Prostor mezi optikou a clonami je zakrytován. V
zadní části je pak televizní a výměnná filmová kamera (po vyčerpání filmu v
jedné kameře musí některý z kosmonautů vystoupit ve skafandru do prostoru a
kameru vyměnit). Očekávané expozice jsou 0,5 až 4,5 AT.. Přístroj může pracovat
ve čtyřech režimech:
- minutová pozorování, během nichž se postupně střídají tři expozice (0,5 - 1,15
- 4,5 AT..) přes čtyři různé filtry;
- šestnáctiminutová pozorování (obdoba minutových);
- řádkování korony (střídají se tři rozdílné expozice, pracuje se bez
polarizačního filtru);
- dlouhodobé pozorování (expozice každou dvaatřicátou vteřinu, tři osvitové doby,
provádí se řádkování).
Dlouhodobé pozorování nemá naprogramovaný konec po určitém
počtu operací, a musí se proto ručně přerušit.
Vědeckým programem tohoto přístroje je studium třírozměrné
struktury koronálních proudů, vztah slunečních větrů ke koroně a povrchovému
magnetickému poli, souvislost slunečního a rádiového záření s optickými efekty.
Předpokládá se, že koronograf bude měřit jasnost, tvar, a polarizaci v oblasti 1,5
až 6 slunečních poloměrů.
Ultrafialový spektrometr (S055A) je obdobou přístroje
vyzkoušeného na družicích OSO 4 a 6. Kolimované sluneční záření dopadá na otočné
parabolické zrcadlo, které zobrazuje Slunce na dvoudílné zrcátko, tvořící štěrbinu
spektrometru. Pohybem zrcadla se nastaví žádaná oblast Slunce tak, aby procházela
štěrbinou. Konkávní mřížka za štěrbinou zobrazuje jednotlivé vlnové délky na
Rowlandově kružnici, kde je osm detektorů, nastavených tak, aby sledovaly Slunce
v osmi vybraných čarách. Pohybem mřížky lze navíc sledoval libovolnou vlnovou
délku v rozmezí 300 až 1400 Å. Rozlišovací schopnost na Slunci je 5",
spektrální rozlišení 1,3 Å. Typickou prací přístroje je snímání šedesátiřádkových
obrazů 5x5'. “Nepoužité" sluneční záření, odtažené zrcátky štěrbiny na
druhé parabolické zrcadlo, se odvádí ven mimo přistroj, aby nedošlo k přehřátí.
Pro pointaci se používá teleskopu čáry Hœ, kterými lze
též pořizovat srovnávací fotografie.
Koronální spektroheliograf (S 082A) sestává z konkávní
mřížky, která zobrazuje Slunce na film citlivý v daleké ultrafialové oblasti
(150 až 650 Å). Po vyčerpání zásoby filmu v kazetě se postupuje stejně
jako v předešlém případě - kazeta se vymění při výstupu kosmonauta.
Spektroheliograf vytváří monochromatické obrázky Slunce o průměru
18 mm s disperzí 24 Å (podél průměru). l když aparatura není náročná na
stabilizaci v pevném směru (stačí jedna oblouková minuta), je přesnost 2,5",
dosahovaná jemnou pointací během expozice, důležitá pro získání dobrého prostorového
rozlišení (při krátkých expozicích se předkládají vteřinové detaily). Doba osvitu
bude 5 až 60 vt., při erupcích 0,1 vt.
Druhým přístrojem experimentu je štěrbinový spektrograf
pro sledování chromosféry (S 082B), pracující se dvěma konkávními
mřížkami, umístěnými za sebou. Má rozlišení 0,08 Å v oblasti 970 až 1970
Å a 0,16 Å v oblasti 1940 až 3940 Å. Je schopen pozorovat
Slunce těsně u okraje slunečního disku. Kromě toho bude možné přistroj pointovat
tak, aby sledoval některé zajímavé oblasti. Podobně jako u prvního přístroje,
musí i zde při výměně zásobníku kosmonaut vystoupit mimo loď. Součástí experimentu
je také malý dalekohled (sleduje Slunce v oblasti 170 až 550 Å), napojený
na televizní kameru. Obraz budou kosmonauti pozorovat u kontrolního pultu, nebo
se vyšle na Zemi.
Rentgenový teleskop (S 054) pracuje v oblasti 5 až 60
Å a má zobrazovat Slunce až do vzdálenosti 1,5 poloměru. Objektiv dalekohledu
je konfokální paraboloid a hyperboloid, využívající totálního odrazu. Spektrální
oblasti se vymezují šesti filtry. Rentgenové záření se zachycuje na film, uložený
ve čtyřech výměnných kazetách (výměnu zajistí posádka Skylabu). Součástí experimentu
jsou proporcionální plynové počítače pro zjišťování spektrálního rozložení přechodových
jevů na Slunci. Výsledky měření počítačů se zpracovávají přímo na palubě družicové
stanice. Autoři pokusu předpokládají, že se jim podaří získat informace o rentgenovém
záření klidné korony, z koronálních oblastí nad aktivními oblastmi Slunce a
o rychlých změnách rentgenového záření, spojených či nesouvisejících s erupcemi.
Rentgenový
spektrografický teleskop (S 056) se podobá předchozímu experimentu. Používá
však dvou koaxiálních objektivů, (paraboloid - hyperboloid), z nichž jeden má
průměr 30,5 a druhý 23 cm. Celková účinná plocha je 42 cm2,
ohnisková vzdálenost 2,134 m. Prostorové rozlišení bude asi 2", zorné pole
dalekohledu asi 48'. Přestože by se mohlo tohoto přístroje použít k přímým fotografiím
Slunce, použije se ho převážně pro získávání rentgenových spekter objektivní
mřížkou. Snímky budou zaznamenány na film (jedna výměnná kazeta vystačí přibližně
na dva týdny). V době mimo pozorování upozorní kosmonauty na zvýšenou úroveň
záření přicházejícího ze Slunce signalizační zařízení, ovládané fotonásobičem
(vztahuje se i na experiment S 054). Fotonásobič současně umožní stanovit vhodnou
expozici.
Pro orientační sledování je ještě instalován malý teleskop,
zobrazující Slunce na stínítku katodové trubice. Místa zvýšené intenzity X
záření se zde jeví jako světlé body.
Teleskop záření Hœ (6 562,8 Å) patří mezi
pomocné technické přístroje (televizní kontrola činnosti Slunce), avšak jeho
činnost doplňuje vědecké experimenty. Lze jej mimoto použít jako záložního přístroje
pro teleskop Hœ experimentu S 055. Používá se Cassegrainova systému o apertuře
16,5 cm s připojeným vidiconem. Optika umožňuje plynulou změnu zorného pole
od 7' (rozlišení 1,5") do 35' (sledování celého disku).
Přístrojové vybavení ATM pokrývá téměř celý obor rentgenového ultrafialového
a viditelného záření, což umožní dosud nejkomplexnější studium sluneční činnosti
současně ve všech zmíněných oborech. Přítomnost člověka zajistí mj. lepší využití
aparatury, dokonalé pokrytí pozorovací doby a značně zvýší účinnost pozorování
z prostoru mimo zemskou atmosféru.
Přepis textu: M.Filip, 15.4.2003
Aktualizováno : 03.05.2003
[ Obsah | Pilotované
lety | Skylab ]
Pokud není uvedeno jinak, jsou použité fotografie z NASA (viz. Using NASA Imagery) a dalších volně přístupných zdrojů.
(originál je na https://mek.kosmo.cz/pil_lety/usa/skylab/lk2.htm)
