Hipparcos

Hipparcos — это космический телескоп Европейского космического агентства (ЕКА), предназначенный для высокоточного измерения положений, параллаксов и собственных движений звёзд. Аппарат функционировал с 1989 по 1993 год и стал первым космическим экспериментом по астрометрии, позволившим создать каталог, содержащий данные о более чем 100 тысячах звёзд с точностью, недостижимой для наземных наблюдений. Название миссии происходит от английской аббревиатуры HIgh Precision PARallax COllecting Satellite (спутник для сбора высокоточных параллаксов).

История

Предпосылки и разработка

Идея создания космического астрометрического аппарата возникла в 1960-х годах, когда стало очевидно, что точность наземных измерений звёздных положений ограничена атмосферными искажениями. В 1975 году Европейское космическое агентство (ЕКА) объявило конкурс на научные миссии, и проект Hipparcos был предложен группой учёных во главе с французским астрономом Пьером Лакрутом. В 1980 году проект был официально утверждён. Разработка велась консорциумом европейских компаний, включая Matra Marconi Space (ныне Airbus Defence and Space) и Alcatel Space. Стоимость миссии оценивалась в 400 миллионов евро (в ценах 1989 года).

Запуск и работа

Запуск аппарата состоялся 8 августа 1989 года с космодрома Куру во Французской Гвиане с помощью ракеты-носителя «Ариан-4». Первоначально планировалось, что спутник будет выведен на геостационарную орбиту, однако из-за отказа двигателя апогейного разгонного блока аппарат остался на высокоэллиптической орбите с апогеем 36 000 км и перигеем 500 км. Это потребовало корректировки программы наблюдений, так как спутник проходил через радиационные пояса Земли, что вызывало сбои в работе приборов. Несмотря на технические трудности, миссия продолжалась до 15 августа 1993 года, когда связь с аппаратом была потеряна.

Результаты

Основным результатом миссии стал каталог Hipparcos, опубликованный в 1997 году. Он содержал данные о 118 218 звёздах, включая их координаты, параллаксы, собственные движения и фотометрические характеристики. Точность измерений параллаксов составила около 1 миллисекунды дуги для звёзд ярче 9-й звёздной величины, что в 10–100 раз превышало точность наземных наблюдений. В 2000 году был опубликован дополнительный каталог Tycho-2, основанный на данных того же аппарата, но с меньшей точностью, охватывающий 2,5 миллиона звёзд.

Устройство и характеристики

Конструкция

Аппарат имел массу около 1130 кг и размеры 2,5 × 2,5 × 3,5 метра. Он был оснащён двумя основными инструментами:

• Астрометрический телескоп — рефлектор с апертурой 29 см, работающий в оптическом диапазоне. Телескоп имел два поля зрения, разнесённых на 58 градусов, что позволяло одновременно измерять положения звёзд относительно друг друга.
• Фотометр — устройство для измерения яркости звёзд в двух спектральных полосах (Hp и V), предназначенное для калибровки астрометрических данных.

Орбита и управление

Из-за нештатной орбиты аппарат совершал один оборот вокруг Земли за 10,7 часов. Для поддержания ориентации использовались маховики и датчики Солнца. Управление осуществлялось с наземных станций в Европе и Австралии.

Научные достижения

Параллаксы и расстояния

Данные Hipparcos позволили измерить расстояния до тысяч звёзд с высокой точностью. Это дало возможность уточнить шкалу расстояний в Галактике, включая расстояния до рассеянных скоплений (например, Плеяд) и шаровых скоплений. Было установлено, что расстояние до Плеяд составляет около 136 парсек, что подтвердило более ранние оценки, но опровергло некоторые наземные измерения.

Собственные движения

Каталог содержал данные о собственных движениях звёзд, что позволило изучать кинематику Галактики. Были выявлены движущиеся группы звёзд, а также уточнены параметры вращения Млечного Пути.

Фотометрия

Фотометрические данные Hipparcos использовались для классификации звёзд по спектральным типам и светимостям. Они также позволили обнаружить двойные и переменные звёзды, включая затменные системы.

Влияние на астрономию

Каталог Hipparcos стал основой для многих последующих исследований, включая изучение экзопланет, звёздной эволюции и космологии. Он также использовался для калибровки данных других космических миссий, таких как «Гайя» (Gaia), запущенная в 2013 году.

Критика и ограничения

Технические проблемы

Нештатная орбита привела к снижению точности измерений для слабых звёзд (слабее 9-й величины) и к увеличению времени обработки данных. Кроме того, из-за радиационных помех часть данных была потеряна.

Ограничения каталога

Каталог охватывал только звёзды ярче 12-й звёздной величины, что составляло лишь малую долю всех звёзд Галактики. Для более слабых объектов точность была недостаточной.

Споры о точности

Некоторые результаты, полученные по данным Hipparcos, вызвали дискуссии. Например, уточнённое расстояние до Плеяд (около 136 парсек) отличалось от наземных оценок (около 130 парсек), что привело к пересмотру моделей звёздной эволюции.

Наследие

Преемственность

Миссия Hipparcos стала прототипом для более совершенного астрометрического аппарата «Гайя» (Gaia), запущенного в 2013 году. «Гайя» измеряет положения миллиардов звёзд с точностью до 10 микросекунд дуги, что в 100 раз превышает точность Hipparcos.

Каталоги

Данные Hipparcos продолжают использоваться в астрономических исследованиях. Каталог Hipparcos доступен в открытом доступе, а его модификации (например, каталог Tycho-2) используются для идентификации звёзд в современных обзорах.

Культурное значение

Миссия Hipparcos считается одним из крупнейших достижений европейской космической науки. Она продемонстрировала возможность высокоточных астрометрических измерений из космоса и заложила основы для будущих миссий.

Интересные факты

• Название миссии было выбрано в честь древнегреческого астронома Гиппарха, который составил первый звёздный каталог.
• Аппарат был запущен с помощью ракеты «Ариан-4», которая также вывела на орбиту несколько других спутников.
• Обработка данных Hipparcos заняла более 4 лет и потребовала разработки специальных алгоритмов для коррекции радиационных помех.
• Каталог Hipparcos содержит данные о 118 218 звёздах, но фактическое количество измеренных объектов превышает 1 миллион благодаря дополнительным каталогам.

Источники

• Perryman, M. A. C. et al. (1997). «The Hipparcos Catalogue». Astronomy and Astrophysics, 323, L49–L52.
• ESA (1997). «The Hipparcos and Tycho Catalogues». ESA SP-1200.
• van Leeuwen, F. (2007). «Hipparcos, the New Reduction of the Raw Data». Astrophysics and Space Science Library, 350.
• Kovalevsky, J. (1998). «Hipparcos: A New Astrometric Catalogue». Annual Review of Astronomy and Astrophysics, 36, 99–129.