Opis / About

Opis / About

Polski ultrafioletowy system satelitarny – UVSat

To projekt, który umożliwi budowę polskimi siłami zaawansowanych technologicznie satelitów naukowych. Podstawowym celem proponowanego projektu jest zbadanie możliwości pozyskiwania wartościowych danych astronomicznych dla różnych obiektów astrofizycznych, w zakresie ultrafioletowym (UV), zarówno fotometrycznie (natężenie światła) jak i spektroskopowo (widmo). Projekt umożliwi rozwój polskiego potencjału naukowo-badawczego oraz infrastruktury dla przemysłu kosmicznego. Planowany projekt zakłada budowę i wystrzelenie satelity UV (bądź konstelacji - system satelitarny) na niskiej orbicie LEO, oraz utworzenie Stacji Naziemnej kontroli lotów.


Polish UV satellitae system - UVSat: Abstract

The Polish UV satellite system - UVSat is a project that will enable the construction of technologically advanced scientific satellites with Polish resources. The main goal of the proposed project is to explore the possibility of acquiring valuable astronomical data for various astrophysical objects in the ultraviolet (UV) range, both photometrically and spectroscopically. No less important is the development of Polish scientific and research potential, research infrastructure and the space industry. In November 2016, the Polish Space Agency accepted the initial feasibility study at phase A0 for the UVSat satellite under the title Astronomical Observing Satellite in the UV Band. The planned research infrastructure will be diverse: on the one hand a satellite (satellite system) in low earth orbit, on the other hand, a Ground Station connected to dispersed scientific users.

Program naukowy

Ultrafiolet (UV) jest obszarem widmowym, w którym silnie promieniują obiekty gorące. Gorące gwiazdy i akreujące materię obiekty zwarte, gwiazdowej lub galaktycznej natury, określają chemiczną ewolucję Wszechświata i stanowią najpotężniejsze źródła energii we Wszechświecie. Dysponując obserwacjami UV spodziewamy się szeregu interesujących i przełomowych wyników np.:
i) Wyznaczenia masy i promieni dla odległych układów podwójnych, co da silne ograniczenia na wiek Wszechświata,
ii) Z obserwacji jasnych Aktywnych Jąder Galaktyk będzie można wyciągnąć ciekawe wnioski odnośnie dynamiki centralnej, super-masywnej czarnej dziury.
iii) Wyznaczenia składu chemicznego komet - kosmogonia układu słonecznego.







Research program:

Ultraviolet (UV) is a spectral region in which hot objects radiate strongly. Hot stars and matter-accreting objects of a compact, stellar or galactic nature determine the chemical evolution of the Universe and are the most powerful sources of energy in the Universe. Their ultraviolet radiation greatly exceeds their visible radiation, but with atmospheric absorption it can only be observed from space. With UV observations, we expect a number of interesting results and surprising discoveries, eg:
i) determination of mass and luminosity for a large sample of components of massive double systems, which will allow determining distances to different star structures and to determine their age, which will give a strong limit on the age of the Galaxy,
ii) making a variation map of hot, massive pulsating stars on the HR diagram,
iii) from observations of the bright Active Galactic Nuclei we will be able to draw interesting conclusions about the dynamics of the central, super-massive black hole.
iv) determination of the chemical composition of comets, which is of great importance for the cosmogony of the solar system.

Opis koncepcji naukowo-technicznej

Na podstawie opracowanego Studium Wykonalności Satelity UV (projekt wykonany na zlecenie Polskiej Agencji Kosmicznej) oraz późniejszych prac i analiz można przedstawić następujące warianty systemu satelitarnego obserwującego w zakresie UV:

  1. Jeden satelita z instrumentem fotometrycznym na pokładzie;
  2. Jeden satelita z instrumentem spektrometrycznym na pokładzie;
  3. Konstelacja dwóch (fotometryczny plus spektroskopowy lub dwa fotometryczne) lub trzech (dwa fotometryczne plus spektroskopowy) satelitów
  4. Jeden satelita z oboma instrumentami (fotometr i spektrometr) na pokładzie;

W wariancie łączonego satelity fotometrycznego i spektrometrycznego należy wziąć pod uwagę następujące elementy projektu:

  1. Opracowanie i budowa platformy satelitarnej, testy funkcjonalne i środowiskowe poszczególnych komponentów platformy.
  2. Opracowanie i budowa fotometru, jego kalibracja oraz testy funkcjonalne i środowiskowe instrumentu. Instrument to podwójny teleskop o dużym polu widzenia do obserwacji w ultrafiolecie (UV) i dziedzinie widzialnej (Vis), pasmo spektralne: pasmo UV długość centralna 250±10nm, szerokość pasma 60-100nm, pasmo VIS długość centralna 550±10nm, szerokość pasma 60-100nm, pole widzenia FOV: 10º x 10º, rozdzielczość przestrzenna 10 - 20 sekund kątowych, średnica apertury teleskopu 5 -12 cm.
  3. Wdrożenie technologii optycznych w zakresie dalekiego ultrafioletu, opracowanie i budowa spektrometru, jego kalibracja oraz testy funkcjonalne i środowiskowe. Spektrometr dwukanałowy, charakterystyka instrumentu: pasmo FUV szerokość pasma 115 - 200nm, pasmo VIS szerokość pasma 200 - 300nm, pole widzenia FOV 30 minut kątowych, rozdzielczość przestrzenna 1 - 2 sekund kątowych, rozdzielczość spektralna R= 20000-30000 HiRes; 1000-2000 LoRes, średnica apertury teleskopu 20 - 40 cm.
  4. Integracja całego satelity, testy funkcjonalne i środowiskowe.
  5. Budowa (rozbudowa istniejącej) stacji naziemnej, organizacja centrum wstępnej obróbki, archiwizowania i udostępniania danych.

Description of the scientific and technical concept

The analysis of the registered electromagnetic spectrum can be carried out in two ways: by analyzing the flux of incoming radiation integrated over a wide band (photometry), or by spectral analysis at many wavelengths (spectroscopy). Based on the UV Satellite Feasibility Study developed in 2016, and the subsequent works and analyses, the following options for the implementation of the satellite UV observation system are being considered:

  1. One satellite with an onboard photometric (imaging) instrument;
  2. One satellite with an onboard spectrometric instrument;
  3. A constellation of two (photometric plus spectrometric or two photometric) or three (two photometric and one spectrometric) satellites;
  4. One satellite with both instruments (photometer and spectrometer) on board.

As far as the option of a combined photometric-and-spectrometric satellite is concerned, the following project components should be taken into account:

  1. Satellite platform – design and development, functional and environmental tests of individual platform components.
  2. Photometer – design, development, functional and environmental tests. The instrument is a double telescope with a large field of view for observations in the UV and Vis spectrum range, spectral bands: UV – central wavelength: 250 ± 10 nm, bandwidth: 60-100 nm, Vis – central wavelength: 550 ± 10 nm, bandwidth: 60-100 nm, field of view (FOV): 10º x 10º, spatial resolution: 10-20 seconds of arc, telescope aperture diameter: 5-12 cm.
  3. Implementation of far UV optical technologies, design and development, calibration, functional and environmental tests of the spectrometer. Double-channel spectrometer, features: FUV – bandwidth: 115- 200 nm, Vis – bandwidth: 200-300 nm, field of view (FOV): 30 minutes of arc, spatial resolution: 1-2 seconds of arc, spectral resolution: R = 20000-30000 HiRes, 1000-2000 LoRes, diameter of the telescope aperture : 20-40 cm
  4. Integration of the satellite, functional and environmental tests.
  5. Development of a ground-based station (expansion of the existing station), organization of the data preprocessing, archiving and sharing center.