Chińska rakieta zabrała w kosmos otwocki projekt

Oczywiście chodzi o projekt Narodowego Centrum Badań Jądrowych ze Świerku. Detektor POLAR opracowany i wyprodukowany przez naukowców i inżynierów z NCBJ przyczyni się do rozwiązywania kolejnej zagadki Wszechświata. Urządzenia, w których budowie pomagali Polacy, zamontowane na wystrzelonej 15 września 2016 chińskiej stacji kosmicznej „Tiangong-2” (TG-2), będą badać polaryzację promieniowania gamma rozbłysków gamma.

W czwartek 15 września 2016, o godzinie 22:04 (16:04 czasu polskiego) z Centrum Startowego Satelitów Jiuquan w Chinach wystrzelono rakietę, która wyniesie nową chińską stację kosmiczną „Tiangong-2” (TG-2) na orbitę okołoziemską. Wśród kilkunastu eksperymentów na pokładzie stacji znajdować się będą urządzenia projektu POLAR, służące do badania polaryzacji promieniowania gamma pochodzącego z rozbłysków gamma (GRB, ang. Gamma-Ray Burst), międzynarodowego projektu realizowanego przez Chiny (Institute of High Energy Physics), Szwajcarię (INTEGRAL Science Data Centre, Département de Physique Nucléaire et Corpusculaire Uniwersytetu Genewskiego, Paul Scherrer Institut) oraz Polskę (Narodowe Centrum Badań Jądrowych). Zaangażowanie naszego kraju było możliwe dzięki zakończonemu już grantowi PSAP („Technologie informatyczne dla potrzeb obserwacji astrofizycznych w szerokim zakresie energetycznym”) o wartości 4,1 mln zł, finansowanemu ze środków Polsko-Szwajcarskiego Programu Badawczego (SWISS Contribution).

„Wystrzelona rakieta wprowadzi nasze urządzenia na orbitę okołoziemską. POLAR będzie pierwszym w historii urządzeniem, przeznaczonym głównie do badania polaryzacji promieniowania gamma, pochodzącego z rozbłysków. Dotychczasowych pomiarów jest zaledwie kilka i są obarczone dużą niepewnością. Tymczasem polaryzacja może zdradzić nam, jaki jest mechanizm powstawania rozbłysków.”  – podkreśla prof. Agnieszka Pollo, kierownik Zakładu Astrofizyki NCBJ – „Choć właściwych danych naukowych spodziewamy się dopiero za kilka miesięcy, to mamy nadzieję, że realizowany eksperyment wkrótce pozwoli nam lepiej zrozumieć naturę tych potężnych kosmicznych wybuchów, a tym samym rozwiązać kolejną zagadkę otaczającego nas Wszechświata”.

POLAR przeznaczony jest do pomiaru samego zjawiska polaryzacji, a nie lokalizacji źródeł błysków. Detektor jednocześnie będzie „obserwował” bardzo dużą część nieba.

Polscy naukowcy i inżynierowie są twórcami kluczowych elementów eksperymentu POLAR. Około dziesięciu osób z NCBJ  w ciągu ostatnich dziesięciu lat zaangażowanych było bezpośrednio w prowadzone prace. Głównym ich osiągnięciem było zaprojektowanie i wybudowanie układu centralnego trygera wraz z niskopoziomowym oprogramowaniem, a także zaprojektowanie specjalistycznego zasilacza wysokiego napięcia. 

„Tryger to system zbierający i analizujący wstępnie dane ze wszystkich czujników urządzenia, który zapewnia sprawną komunikację z 25 modułami elektroniki typu Front-End i satelitą, a także odpowiada za sterowanie zasilaczami wysokiego i niskiego napięcia.” – tłumaczy mgr inż. Dominik Rybka, projektant centralnego trygera z Zakładu Elektroniki i Systemów Detekcyjnych NCBJ i Paul Scherrer Institut.

Centralny tryger (Fot. M. Zięba/źródło: OPI PIB)

Naukowcy ze Świerka zdobyte doświadczenia zamierzają wykorzystać także w innych dziedzinach. Obecnie trwają rozmowy dotyczące możliwości zbudowania innowacyjnych detektorów Czerenkowa czy wprowadzenia ulepszonych rozwiązań w tomografii komputerowej, która znajduje coraz szersze zastosowania w medycynie jądrowej, szczególnie w diagnostyce i terapii chorób onkologicznych.

Błyski promieniowania gamma, choć odkryte na przełomie lat 60-tych i 70-tych XX wieku, wciąż stanowią dużą zagadkę dla naukowców. Pierwszych obserwacji dokonały amerykańskie satelity szpiegowskie w okresie zimnej wojny. Szukając dowodów na prowadzenie prób jądrowych (promieniowanie gamma powstaje m.in. podczas wybuchu bomby atomowej) zaobserwowały takie sygnały pochodzące spoza Ziemi. W toku intensywnych badań dowiedziono,  że rozbłyski odpowiadają najsilniejszym wybuchom we Wszechświecie, podczas których w bardzo krótkim czasie i małym obszarze emitowanej jest tyle energii, że wybuch największej bomby atomowej jest przy nich drobnostką. Zgodnie z przewidywaniami prof. Bogdana Paczyńskiego okazało się, że ich źródła znajdują się w innych galaktykach, odległych często o miliardy lat świetlnych.  Do dziś nie udało się poznać w pełni ich natury. Obecnie wiąże się je z wybuchami tzw. hipernowych oraz ze zderzeniami układów obiektów zwartych, np. dwóch gwiazd neutronowych czy gwiazdy neutronowej z czarną dziurą. Jednak aby potwierdzić te scenariusze i zrozumieć ich szczegółowy mechanizm, potrzeba wielu dodatkowych obserwacji. 

Na zdj. u góry: Dominik Rybka i Tadeusz Batsch przy pracy (Fot. M. Zięba/źródło: OPI PIB)