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DAMPE Typ ForschungssatellitLand China Volksrepublik Volksrepublik ChinaCOSPAR ID 2015 078AMissionsdaten 1 Masse 1900 kg

DAMPE

DAMPE
Typ: Forschungssatellit
Land: China Volksrepublik Volksrepublik China
COSPAR-ID: 2015-078A
Missionsdaten
Masse: 1900 kg
Größe: 1,5 m × 1,5 m × 1,2 m
Start: 17. Dezember 2015 um 0:12 UTC
Startplatz: Kosmodrom Jiuquan
Trägerrakete: Langer Marsch 2D
Status: aktiv
Bahndaten
Umlaufzeit: 94 min
Bahnneigung: 97,4°
Apogäumshöhe:  506 km
Perigäumshöhe:  487 km
Am: 4. Mai 2023

DAMPE (DArk Matter Particle Explorer oder Wukong) ist ein chinesischer Forschungssatellit für Astrophysik. Er war einer der vier Satellitenmissionen in der ersten Förderrunde des Weltraumwissenschaftlichen Prioritätsprogramms der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS).

Mission Bearbeiten

Er wurde am 17. Dezember 2015 um 0:12 UTC mit einer CZ-2D-Trägerrakete vom Kosmodrom Jiuquan in eine sonnensynchrone Umlaufbahn gebracht.

Der dreiachsenstabilisierte Satellit ist mit Messgeräten für energiereiche Elektronen, Gammastrahlung und die Teilchen der kosmischen Strahlung ausgerüstet und soll so dazu beitragen, der Natur der Dunklen Materie auf die Spur zu kommen. Für Elektronen und Photonen liegt der Erfassungsbereich zwischen 5 GeV und 10 TeV, die Messgenauigkeit bei 800 GeV beträgt ein Prozent. Kosmische Strahlung kann im Bereich von 100 GeV bis 100 TeV registriert werden. Dabei ermittelt der Satellit die Richtungen, aus denen die Partikel die Erde erreichen, bis auf etwa ein zehntel Grad genau. Der Satellit wurde gemeinsam von Forschungseinrichtungen in China, Italien und der Schweiz entwickelt und gebaut. Unter anderem war die Abteilung für Kernphysik und Partikel der Universität Genf am Bau der Hauptdetektoren beteiligt. DAMPE besaß ursprünglich eine geplante Lebensdauer von drei Jahren, arbeitete aber im März 2023 immer noch einwandfrei.

Er trägt den Namen Wukong (chin.: 悟空) nach dem Affenkönig, dem Helden der klassischen chinesischen Geschichte Die Reise nach Westen. Wörtlich bedeutet „Wu“ (悟) Verständnis und „Kong“ (空) Leere, wodurch sein Name auch als „Verständnis der Leere“ gelesen werden kann.

Instrumente Bearbeiten

DAMPE trägt vier aufeinander gestapelte Messsysteme. Dazu gehören zwei Lagen (für die x- und y-Richtung) eines Kunststoff-Szintillatorstreifen-Detektors (PSD), die als Antikoinzidenz-Detektor dienen. Die Streifen sind jeweils 1 cm dick, 2,8 cm breit und 82 cm lang, wobei so viele Streifen aneinander gelegt sind, das sie insgesamt eine Fläche von 82 × 82 cm bedecken. Danach folgt ein Silizium-Wolfram-Tracker-Wandler (STK), der aus sechs Doppelschichten besteht. Jede besteht aus zwei Schichten von einseitigen Sensoren ( single-sided AC-coupled silicon micro-strip detector) die die beiden jeweils orthogonalen Richtungen senkrecht zur Ausrichtung des Messgerätes aufnehmen. Insgesamt besteht STK aus 768 solcher Sensoren, welche jeweils 9,5 × 9,5 cm groß sind und wiederum aus in jeweils 768 Streifen bestehen. Drei Schichten von Wolframplatten mit einer Dicke von 1 mm sind vor die Trackingschicht 2, 3 und 4 für eine Photonenumwandlung eingefügt. STK erreicht so eine Winkelauslösung von 0,2° bei 10 GeV. Auf das STK folgt ein bildgebendes Kalorimeter mit einer Dicke von etwa 31 Strahlungslängen, das aus 14 Lagen Wismutgermaniumoxid-Balken mit einer Größe von 2,5 × 2,5 × 60 cm in einer hodoskopischen Anordnung besteht. Das Instrument erreicht eine Auflösung bei der Energie von 1,5 % oberhalb von 100 GeV. Die Auswertung erfolgt mit Photonenvervielfachern an beiden Enden der Balken. Eine Schicht von Neutronendetektoren ist am Boden des Kalorimeters eingefügt. Die Gesamtdicke des Wismutgermaniumoxid Kalorimeters (BGO) und dem STK entsprechen etwa 33 Strahlungslängen. Am Ende folgt ein Neutronendetektor (NUD), der die verzögerten Neutronen aus dem Hadronen-Teilchenschauer messen soll und helfen soll die Elektronen-/Protonen-Trennleistung zu verbessern. Der Neutronendetektor besteht aus 16, jeweils 1 cm dicken und mit Bor dotierten Plastikszintillatorplatten von 19,5 × 19,5 cm Größe die jeweils von einem Photomultiplier ausgelesen werden.

Die über zwei Solarzellenflügel mit 850 W versorgten Instrumente liefern 12 GB Daten pro Tag und wiegen insgesamt 1480 kg. Dies stellt einen außergewöhnlich hohen Anteil am Gesamtgewicht des Satelliten von 1900 kg dar; üblicherweise beträgt das Nutzlastgewicht 30 % des Gesamtgewichts eines Satelliten. Da die Instrumente vorgegeben waren, mussten die Ingenieure am Shanghaier Ingenieurbüro für Mikrosatelliten unter der Leitung von Zhu Zhencai (朱振才, * 1963) das Gewicht des Satellitenbusses reduzieren, um die Startkosten in vertretbarem Rahmen zu halten.

Beteiligte Firmen und Institute Bearbeiten

Weblinks Bearbeiten

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. Brian Harvey: China in Space: The Great Leap Forward. Springer Nature, Berlin 2019, S. 199.
  2. DAMPE. In: n2yo.com. Abgerufen am 13. Oktober 2021 (englisch).
  3. ↑ Spektrum der Wissenschaft: Chinas erster Forschungssatellit DAMPE untersucht die kosmische Strahlung, abgerufen am 28. Dezember 2015
  4. Francesca Alemanno: Measurement of the cosmic p+He energy spectrum from 46 GeV to 316 TeV with the DAMPE space mission. In: inspirehep.net. 31. März 2023, abgerufen am 4. Mai 2023 (englisch).
  5. xinhuanet.com: China’s new Monkey King set for journey into space, abgerufen am 28. Dezember 2015
  6. Université de Genève – Département de physique nucléaire et corpusculaire: DAMPE, abgerufen am 28. Dezember 2015
  7. nasaspaceflight.com: Chinese Long March 2D lofts DAMPE – A Dark Matter Investigator | NASASpaceFlight.com, abgerufen am 28. Dezember 2015
  8. Herbert J. Kramer: DAMPE. In: eoportal.org. Abgerufen am 12. Oktober 2021 (englisch).
  9. 朱振才. In: people.ucas.edu.cn. Abgerufen am 12. Oktober 2021 (chinesisch).
  10. Li Qian: Pushing the boundaries of microsatellite technology. In: shine.cn. 8. Oktober 2021, abgerufen am 12. Oktober 2021 (englisch).
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Veröffentlichungsdatum:
DAMPETyp ForschungssatellitLand China Volksrepublik Volksrepublik ChinaCOSPAR ID 2015 078AMissionsdaten 1 Masse 1900 kgGrosse 1 5 m 1 5 m 1 2 mStart 17 Dezember 2015 um 0 12 UTCStartplatz Kosmodrom JiuquanTragerrakete Langer Marsch 2DStatus aktivBahndaten 2 Umlaufzeit 94 minBahnneigung 97 4 Apogaumshohe 506 kmPerigaumshohe 487 kmAm 4 Mai 2023DAMPE DArk Matter Particle Explorer oder Wukong ist ein chinesischer Forschungssatellit fur Astrophysik Er war einer der vier Satellitenmissionen in der ersten Forderrunde des Weltraumwissenschaftlichen Prioritatsprogramms der Chinesischen Akademie der Wissenschaften CAS Inhaltsverzeichnis 1 Mission 2 Instrumente 3 Beteiligte Firmen und Institute 4 Weblinks 5 EinzelnachweiseMission BearbeitenEr wurde am 17 Dezember 2015 um 0 12 UTC mit einer CZ 2D Tragerrakete vom Kosmodrom Jiuquan in eine sonnensynchrone Umlaufbahn gebracht 3 Der dreiachsenstabilisierte Satellit ist mit Messgeraten fur energiereiche Elektronen Gammastrahlung und die Teilchen der kosmischen Strahlung ausgerustet und soll so dazu beitragen der Natur der Dunklen Materie auf die Spur zu kommen Fur Elektronen und Photonen liegt der Erfassungsbereich zwischen 5 GeV und 10 TeV die Messgenauigkeit bei 800 GeV betragt ein Prozent Kosmische Strahlung kann im Bereich von 100 GeV bis 100 TeV registriert werden Dabei ermittelt der Satellit die Richtungen aus denen die Partikel die Erde erreichen bis auf etwa ein zehntel Grad genau Der Satellit wurde gemeinsam von Forschungseinrichtungen in China Italien und der Schweiz entwickelt und gebaut Unter anderem war die Abteilung fur Kernphysik und Partikel der Universitat Genf am Bau der Hauptdetektoren beteiligt DAMPE besass ursprunglich eine geplante Lebensdauer von drei Jahren 3 arbeitete aber im Marz 2023 immer noch einwandfrei 4 Er tragt den Namen Wukong chin 悟空 nach dem Affenkonig dem Helden der klassischen chinesischen Geschichte Die Reise nach Westen Wortlich bedeutet Wu 悟 Verstandnis und Kong 空 Leere wodurch sein Name auch als Verstandnis der Leere gelesen werden kann 5 Instrumente BearbeitenDAMPE tragt vier aufeinander gestapelte Messsysteme Dazu gehoren zwei Lagen fur die x und y Richtung eines Kunststoff Szintillatorstreifen Detektors PSD die als Antikoinzidenz Detektor dienen Die Streifen sind jeweils 1 cm dick 2 8 cm breit und 82 cm lang wobei so viele Streifen aneinander gelegt sind das sie insgesamt eine Flache von 82 82 cm bedecken Danach folgt ein Silizium Wolfram Tracker Wandler STK der aus sechs Doppelschichten besteht Jede besteht aus zwei Schichten von einseitigen Sensoren single sided AC coupled silicon micro strip detector die die beiden jeweils orthogonalen Richtungen senkrecht zur Ausrichtung des Messgerates aufnehmen Insgesamt besteht STK aus 768 solcher Sensoren welche jeweils 9 5 9 5 cm gross sind und wiederum aus in jeweils 768 Streifen bestehen Drei Schichten von Wolframplatten mit einer Dicke von 1 mm sind vor die Trackingschicht 2 3 und 4 fur eine Photonenumwandlung eingefugt STK erreicht so eine Winkelauslosung von 0 2 bei 10 GeV Auf das STK folgt ein bildgebendes Kalorimeter mit einer Dicke von etwa 31 Strahlungslangen das aus 14 Lagen Wismutgermaniumoxid Balken mit einer Grosse von 2 5 2 5 60 cm in einer hodoskopischen Anordnung besteht Das Instrument erreicht eine Auflosung bei der Energie von 1 5 oberhalb von 100 GeV Die Auswertung erfolgt mit Photonenvervielfachern an beiden Enden der Balken Eine Schicht von Neutronendetektoren ist am Boden des Kalorimeters eingefugt Die Gesamtdicke des Wismutgermaniumoxid Kalorimeters BGO und dem STK entsprechen etwa 33 Strahlungslangen Am Ende folgt ein Neutronendetektor NUD der die verzogerten Neutronen aus dem Hadronen Teilchenschauer messen soll und helfen soll die Elektronen Protonen Trennleistung zu verbessern Der Neutronendetektor besteht aus 16 jeweils 1 cm dicken und mit Bor dotierten Plastikszintillatorplatten von 19 5 19 5 cm Grosse die jeweils von einem Photomultiplier ausgelesen werden 6 7 Die uber zwei Solarzellenflugel mit 850 W versorgten Instrumente liefern 12 GB Daten pro Tag und wiegen insgesamt 1480 kg Dies stellt einen aussergewohnlich hohen Anteil am Gesamtgewicht des Satelliten von 1900 kg dar 8 ublicherweise betragt das Nutzlastgewicht 30 des Gesamtgewichts eines Satelliten Da die Instrumente vorgegeben waren mussten die Ingenieure am Shanghaier Ingenieurburo fur Mikrosatelliten unter der Leitung von Zhu Zhencai 朱振才 1963 9 das Gewicht des Satellitenbusses reduzieren um die Startkosten in vertretbarem Rahmen zu halten 10 Beteiligte Firmen und Institute BearbeitenIHEP Institut fur Hochenergiephysik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften Peking China IMO Institute of Modern Physics Chinesische Akademie der Wissenschaften Lanzhou China Shanghaier Ingenieurburo fur Mikrosatelliten Chinesische Akademie der Wissenschaften und Stadtregierung von Shanghai Shanghai China NSSC Nationales Zentrum fur Weltraumwissenschaften Chinesische Akademie der Wissenschaften Peking China PMO Sternwarte am purpurnen Berg Chinesische Akademie der Wissenschaften Nanjing China USTC Chinesische Universitat fur Wissenschaft und Technik Chinesische Akademie der Wissenschaften Hefei China DPNC Departement de physique nucleaire et corpusculaire Universitat Genf Schweiz INFN Istituto Nazionale di Fisica Nucleare und Universitat Perugia Italien INFN Istituto Nazionale di Fisica Nucleare und Universitat Bari Italien INFN Istituto Nazionale di Fisica Nucleare und Universita del Salento ItalienWeblinks BearbeitenBetreiberwebseiteEinzelnachweise Bearbeiten Brian Harvey China in Space The Great Leap Forward Springer Nature Berlin 2019 S 199 DAMPE In n2yo com Abgerufen am 13 Oktober 2021 englisch a b Spektrum der Wissenschaft Chinas erster Forschungssatellit DAMPE untersucht die kosmische Strahlung abgerufen am 28 Dezember 2015 Francesca Alemanno Measurement of the cosmic p He energy spectrum from 46 GeV to 316 TeV with the DAMPE space mission In inspirehep net 31 Marz 2023 abgerufen am 4 Mai 2023 englisch xinhuanet com China s new Monkey King set for journey into space abgerufen am 28 Dezember 2015 Universite de Geneve Departement de physique nucleaire et corpusculaire DAMPE abgerufen am 28 Dezember 2015 nasaspaceflight com Chinese Long March 2D lofts DAMPE A Dark Matter Investigator NASASpaceFlight com abgerufen am 28 Dezember 2015 Herbert J Kramer DAMPE In eoportal org Abgerufen am 12 Oktober 2021 englisch 朱振才 In people ucas edu cn Abgerufen am 12 Oktober 2021 chinesisch Li Qian Pushing the boundaries of microsatellite technology In shine cn 8 Oktober 2021 abgerufen am 12 Oktober 2021 englisch Abgerufen von https de wikipedia org w index php title DAMPE amp oldid 236756834