Upload
dinhtuyen
View
220
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
1
Centrum Badań Kosmicznych PAN
WarszawaUl. Bartycka 18a
Prezentacja - Barbara Popielawska
Targi Pracy na HoŜej, 25.IV.2009Wydział Fizyki UW
2
Podstawowe dane
• Centrum powstało w 1977 r• Główna siedziba w
Warszawie, ul. Bartycka 18a (zdjęcie)
• Obserwatorium Astrogeodynamiczne -Borowiec k/Poznania
• Zakład Fizyki Słońca -Wrocław
• Obserwatorium Geodynamiki w KsiąŜu
3
Pracownicy
• Zatrudnienie: ok. 120 osób
• Pracownicy naukowi: 40
w tym:
profesorowie – 12 (nauk fiz., techn., o Ziemi)
dr. hab. - 15
doktorzy - 13
• InŜynierowie i specjaliści: 41
w tym ze stopniem dr - 15
• Administracja - 25
4
Kierunki badawcze
• Fizyka Słońca• Fizyka Plazmy Kosmicznej
• Planetologia
• Fizyka Układu Słonecznego i Astrofizyka
• Geodezja Planetarna
• Technologie kosmiczne- 4 zespoły inŜynierskie (1 teledetekcji, 1 elektroniczny, 1 mechaniczny, 1 detektorów promieniowania X)
Laboratoria, centrum obliczeniowe (klaster 48 procesorowy + 12 dodatkowych procesorów)
5
Osiągnięcia• Instytut I kategorii wg. klasyfikacji MNiSW, posiada
prawa do nadawania stopnia dr hab. nauk fizycznych (geofizyka)
• 60 instrumentów wysłanych w kosmos na rakietach i satelitach
• Ponad 190 publikacji z listy JCR w latach 2005-2008
• Udział w najwaŜniejszych misjach kosmicznych Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA): Cassini-Huygens, Mars-Express, Venus-Express, Integral, Rosetta, Herschel, Bepi-Colombo
• Umowy dwustronne: udział CBK w misji Demeter, Taranis(F), Interball, Koronas, Koronas-Foton (Ru), Chandrayaan-1 (Indie), IBEX (NASA, USA)
• Udział w 10 projektach UE w 6 i 7 PR
• Udział w około 10 projektach PECS (współpraca z ESA)
6
Projekty technologii kosmicznych realizowane w CBK PAN
- sensory termiczne,- penetratory do badań planetarnych,- zasilacze dla instrumentów satelitarnych,- spektrometry fourierowskie,- analizy fizyczne, strukturalne i termiczne przyrządów kosmicznych,
- prace rozwojowe i koncepcyjne z zakresu mechaniki teoretycznej i kontroli.
Dr Roman Wawrzaszek
XII Uniwersyteckie Spotkania z Rynkiem Pracy, kwiecień 2009, UW, Warszawa
7
Sensory termiczne do bada ń planetarnych
Sensory THP dla misji Cassini-Huygens
Czujniki – drut platynowy o średnicy 10µm i 25µm
THP sensors
Titanium thin layer
25 mm
kapton
length = 325 mm
Copper paths
active area = 1 dcm2
Sensory termiczne penetratoraMUPUS misji Rosetta do komety.Czujniki – struktury napylone na
foli ę kaptonow ą
XII Uniwersyteckie Spotkania z Rynkiem Pracy, kwiecień 2009, UW, Warszawa
8
Spektrometry fourierowskie
Planetary Fourier SpectrometerMARS EXPRESSVENUS EXPRESS
MPOI/MERTIS/BepiColombo
Spektrometr dla misji do Merkurego!!
UWAGA! Poza projektem MERTIS, w CBK realizowany jest obecnie projekt multispektralnego systemu obserwacji Ziemi – projekt SPEKTROP z POIG
XII Uniwersyteckie Spotkania z Rynkiem Pracy, kwiecień 2009, UW, Warszawa
9
Zasilacze dla instrumentów satelitarnych
System zasilania przyrządów mikrosatelityDEMETER, przeznaczonego dla pomiarów perturbacji jonosferycznych wywoływanych przez aktywność sejsmiczną i wulkaniczną
Ziemi.
System zasilania lokalnego oscylatora przyrządu HiFi misji
HERSCHEL.
UWAGA! Aktualnie prowadzone projekty koncentrują się na analizie właściwości i realizacji zasilaczy z
cyfrową pętlą sprzęŜenia zwrotnego z wykorzystaniem FPGA
XII Uniwersyteckie Spotkania z Rynkiem Pracy, kwiecień 2009, UW, Warszawa
10
Prace rozwojowe i koncepcyjne z zakresu mechaniki teoretycznej i kontroli
Dynamika manipulatorów kosmicznych i systemów
nieholonomicznych
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
Czas [s]
Pol
ozen
ie c
zlon
u ro
bocz
ego
[m]
Reex
Reey
PrReex
PrReey
XII Uniwersyteckie Spotkania z Rynkiem Pracy, kwiecień 2009, UW, Warszawa
11
Prace rozwojowe i koncepcyjne z zakresu mechaniki teoretycznej i kontroli
FA FB
Fx
Fy
Fz
Ry
Rx
1ωr3ωr
S1
S3
RΩr
Rz
3rr
1rr
2ωr
S2
2rr
_
_
_
Formacja Elektromagnetyczna (ElectromagneticFormation Flight EMFF) – koncepcja polegająca na wykorzystaniu oddziaływań magnetycznych dla kontroli orientacji i połoŜeń wzajemnych satelitów
operujących w ciasnej formacji.
Formacje satelitarne – dynamika i kontrola
XII Uniwersyteckie Spotkania z Rynkiem Pracy, kwiecień 2009, UW, Warszawa
12
Badania podstawowe w zakresie fizyki plazmy
kosmicznej - Zespół Fizyki Plazmy
udział w wielu misjach kosmicznych
12
13
Jakie fundamentalne procesy zachodzące w przestrzeni kosmicznej badamy?
• Turbulencja plazmowa-Kaskada energii w plazmie kosmicznej
• Nieliniowe oddziaływanie fala-fala oraz fala cząstka w przestrzeni kosmicznej
• Rekoneksja pola magnetycznego• Przyspieszanie cząstek w Kosmosie• Grzanie plazmy kosmicznej• Maser relatywistyczny w obiektach
astrofizycznych• Anomalne procesy transportu w plazmie
kosmicznej• Filamentacja plazmy kosmicznej. 13
17
ZespZespóółł Fizyki UkFizyki Ukłładu adu SSłłonecznego i Astrofizykionecznego i Astrofizyki
Główne kierunki badawcze:
Fizyka heliosfery
Nieliniowa analiza danych
18
• Ze Słońca bucha szybki i porywisty strumień plazmy – wiatr słoneczny
• Przy Ziemi jest gęsty, dalej szybko rozrzedza się, lecz nie hamuje
• Od strony Gwiazdozbioru Herkulesa napływa do nas ciepły gaz międzygwiazdowy – trochę jonów, trochę atomów neutralnych
• Zderzenie – hamowanie – opływ – leci „dym”, który staramy się badać
Co to jest heliosfera?Co to jest heliosfera?
Klasyczna astronomia - fotony
My otwieramy nowe oknoobserwacji kosmosu: Informację niosą nam atomyneutralne.
Uczymy się, jak je wykorzystać
19
Czym zajmujemy się w ZFUSiA
• Atomy neutralne jako narzędzie diagnostyki heliosfery
• Pył kosmiczny w heliosferze i wokół niej
• Symulacje MHD struktury heliosfery
• Promieniowanie kosmiczne w heliosferze
• Populacje cięŜkich jonów w heliosferze
• Oddziaływanie atomów neutralnych z plazmąheliosferyczną
• Fizyka i dynamika plazmy międzygwiazdowej
• Promieniowanie radiowe w heliosferze i jego źródła• Inne astrosfery – pyły, dyski resztkowe
20
Heliosfera przedmiotem Heliosfera przedmiotem badabadańń przez NASA i ESAprzez NASA i ESA
Na przestrzeni ostatnich 3 cykli słonecznych (30 lat): kilkanaście misji kosmicznych: Pioneer, Voyager, Helios, IMP, SOHO, Ulysses, ACE, Wind, Stereo,…Planowane następne! Mamy dostęp do danych!
Najnowszy start: InterstellarBoundary Explorer (IBEX)
IBEX obok Voyagera jest obecnie najwaŜniejszą misjąheliosferyczną
CBK w Zespole Naukowym (Co-I)— Przygotowanie oprogramowania
— Symulacje
— Astronawigacja
— Opracowanie wyników (najciekawsze!)
16/03/2009
Prof. dr hab. Wiesław MacekDr Marek StrumikMgr Anna Wawrzaszek
Turbulencja plazmowa w heliosferzeTurbulencja z punktu widzenia teoriinieliniowych układów dynamicznychi chaosu deterministycznegoAnaliza szeregów czasowychFale nieliniowe w plazmie kosmicznej
Zespół Fizyki Układu Słonecznego i Astrofizyki - Grupa Nieliniowej Analizy Danych
16/03/2009
Turbulencja w wietrze s łonecznym(bliska i daleka heliosfera)
Badanie niejednorodnegotransferu energii (zjawiskointermitencji)
Modele multifraktalnekaskad energii
Opis właściwościskalowania przy uŜyciucharakterystykmultifraktalnychi teorii procesów Markowa
Widma multifraktalne
Skalowanie PDF
Markowski charakter kaskady
16/03/2009
Analiza danych z nieliniowych uk ładów dynamicznych
Chaos i intermitencja wukładach dynamicznych
Obliczanie wymiarów, entropi,wykładników Lapunowa, itp.na podstawie szeregówczasowych
Opis multifraktalny
Wpływ szumu na nielinioweukłady dynamiczne
Układ Lorenza
Układ Rösslera
24
Pracownia Dynamiki UkPracownia Dynamiki Ukłładu Sadu Słłonecznego i onecznego i PlanetologiiPlanetologii
Główne kierunki badawczeFizyka planetFizyka komet
Dynamika Układu Słonecznego
Tematyka badawczaAtmosfery kometarne
Jądra kometarneAtmosfery planetarneGeologia planetarna
Fizyka powierzchni ciał Układu SłonecznegoDynamika małych ciał Układu Słonecznego
Dysk Rozproszony i Obłok Oorta
CBK Grupa planetologiczna
25
Aktualnie „gorące” tematy badawcze
Skąd się wzięły komety w Pasie Głównym Planetoid? Czy składem chemicznym róŜnią się zasadniczo od asteroid?
Co jest źródłem ich aktywności?Słowa kluczowe: efekty niegrawitacyjne w kometach, efekt YORP dla planetoid, dynamika
komet i planetoid, nowa populacja komet- „ Main Belt Comets”
Jakie są relacje dynamiczne pomiędzy róŜnymi populacjami komet i planetoid w Układzie Słonecznym?
Słowa kluczowe: komety długookresowe, Dysk Rozproszony, Obłok Oorta, symulacje Monte Carlo, ewolucja dynamiczna
Co nowego o kometach i ich pierwotnej materii dowiemy się z Misji Herschel?Na ile ich skład izotopowy wody róŜni się od ziemskiego?
Słowa kluczowe: koma kometarna, profile linii emisyjnych w zakresie radiowym, transfer promieniowania, symulacje Monte Carlo
Misja Herschel (Herschel Space Observatory) – teleskop kosmiczny doobserwowania obiektów astronomicznych róŜnych skal w submilimetrowymzakresie widma – detekcja linii emisyjnych, głównie wody –start maj 2009
CBK Grupa planetologiczna
26CBK GRUPA PLANETOLOGICZNA
26
UCZESTNICZYMY W SPEKTROMETRYCZNYCH EKSPERYMENTACH KILKU MISJI KOSMICZNYCH :
W CBK REALIZOWANE S Ą BADANIA ATMOSFER I POWIERZCHNI PLANET:
Badania atmosfer : analiza transportu promieniowania w zakresie widzialnym i podczerwieni.
Przeprowadzamy symulacje numeryczne gęstości promieniowania w atmosferach zawierających gazy, aerozole i pył. Porównanie wyników modelowania z pomiarami spektrometrów
kosmicznych pozwala na analizę istniejących idaje moŜliwość ewentualnego wykrycia nowych składników (np. metanu w atmosferze Marsa)
BEPICOLOMBO
27CBK Grupa planetologiczna 27
Badanie powierzchni planet:
analiza danych satelitarnych pod kątem wykrywania struktury i składu mineralogicznego powierzchni planet (Mars, Wenus, Merkury)- badanie wpływu własności optycznych powierzchni planet na zmierzone/modelowane widma - analogi planetarne i ich badania laboratoryjne- modelowanie i analiza laboratoryjnych pomiarów własności odbijających i emisyjnych skał i minerałów
Centrum Badań Kosmicznych PAN
Program europejski GMES- Global Monitoring for Environment
and SecurityUdział Centrum Badań Kosmicznych w
projektach GMES w ramach 6 i 7 Programu Ramowego UE
Katarzyna UrbańskaCentrum Badań Kosmicznych
PAN
29
Menu BarMenu Bar
Layer selectorLayer selector
Wind speed Wind speed & direction& direction
Sensor detailsSensor details
Monitor statusMonitor status
Event ViewerEvent Viewer
PEARL(Port Environmental Information Collector) ,
To projekt badawczy Komisji Europejskiej, którego głównym zadaniem jest stworzenie platformy dla zarządzania środowiskiem portowym, wykorzystującej i integrującej dane
satelitarne, lotnicze oraz dane z pomiarów in situ.
30
G-MOSAIC(GMES services for Management of Operations, Situation Awareness
and Intelligence for regional Crises)
Oferuje przygotowanie serwisów informacyjnych w obszarze bezpiecze ństwo zewn ętrzne Unii . Zadaniem projektu jest monitorowanie wydarzeń, które mogą prowadzić do kryzysów regionalnych lub mi ędzynarodowych; monitorowanie infrastruktury krytycz nej, g łównych dróg, granic i szlaków migracyjnych, szlaków nieleg alnego przemytu, w tym broni nuklearnej , które mogą wpłynąć na stan bezpieczeństwa wewnętrznego UE.
31
Marta Krywanis
Centrum Badań Kosmicznych
PAN
GALILEO- europejski system nawigacji satelitarnej, udział CBK w budowie Galileo.
XII Uniwersyteckie Spotkania z Rynkiem PracyWarszawa, 22 kwietnia 2009 r.
EGNOS i GALILEOEGNOS- Jest prekursorem europejskiego, globalnego systemu nawigacji satelitarnej Galileo.
EGNOS ma trzy zadania:
monitorowanie statusu systemu GPS;
Przesyłanie w czasie rzeczywistym danych o swoim statusie uŜytkownikom,
poprawienie ogólnej dokładności systemu.
GALILEO- W przeciwieństwie do istniejącego obecnie amerykańskiego GPS i rosyjskiego Glonass, które są projektami wojskowymi, Galileo będzie pierwszym cywilnym systemem nawigacjisatelitarnej.
Galileo będzie wykorzystany do oferowania następujących funkcji:
świadczenia usługi otwartej (tj. dostarczania informacji niezbędnych do pozycjonowania),
świadczenia usługi związanej z ochroną Ŝycia,
oferowania usługi regulowanej publicznie
uczestniczenie w usługach poszukiwawczych i ratowniczych.
XII Uniwersyteckie Spotkania z Rynkiem PracyWarszawa, 22 kwietnia 2009 r.
Współpraca Polski z ESA:
24 styczeń 2002- porozumienie o współpracy między Polską a ESA w dziedzinie badania i uŜytkowania przestrzeni kosmicznej do celów pokojowych
2007- ratyfikacja porozumienia między Polską a ESA o Europejskim Państwie Współpracującym- ECS, podpisano program PECS – co najmniej 1.2 mln euro rocznie, 5 lat
GALILEO budowane rękoma Polaków:
Obserwatorium Astrogeodynamiczne Centrum BadańKosmicznych PAN w Borowcu buduje skalę czasu dla systemu Galileo. Obserwatorium zajmuje się tworzeniem odbiorników czasu Galileo, opracowuje metody przesyłania danych, analizuje wydajność i dokładność prototypowej skali czasu.
Centrum Badań Kosmicznych PAN w Warszawie jest gospodarzem stacji referencyjnej EGNOS’a (prekursora systemu Galileo)- RIMS, jak równieŜ stacji testowej Galileo (GESS- Galileo Experimental Sensor Station)XII Uniwersyteckie Spotkania z Rynkiem Pracy
Warszawa, 22 kwietnia 2009 r.
35
Wyk łady ogólne dla wszystkich doktorantów
Semestr I1. Ziemia we Wszechświecie- prof. Stanisław Grzędzielski - 30 godz.2. NajbliŜsze otoczenie Ziemi - atmosfera, jonosfera, magnetosfera-
Doc. Jan Błęcki - 20 godz.3. Budowa i dynamika Układu Słonecznego – prof. Grzegorz Sitarski, Dr
Małgorzata Królikowska- 30 godz.4. Struktura i dynamika globu ziemskiego -prof. Aleksander Brzeziński,
doc. Milena Rutkowska - 30 godz.5. Podstawy technologii projektów kosmicznych -dr Piotr Orleański, 15h6. Metody statystyki matematycznej - prof. Andrzej Wernik,
doc. Wiesław Kosek, prof. Aleksander Brzeziński - 20godz.7. Wybrane zagadnienia z teorii równań róŜniczkowych cząstkowych –
doc. Romana Ratkiewicz - 30 godz. 8. Sieć informatyczna CBK, zasady korzystania i zasoby –
Dr Mirosław Denis - 4 godz.
Razem 179 godzin35
36
Semestr II
1. Podstawy fizyki plazmy kosmicznej - doc. Jan Błęcki - 30 h2. Pole grawitacyjne i inercja - prof. Janusz B. Zieliński - 30 h3. Metody geofizyki satelitarnej – doc. Jolanta Nastula - 30 h4. Fizyka planet - doc. Marek Banaszkiewicz,
prof. Andrzej Jurewicz - 30 godz.5. Operacyjne systemy satelitarne - prof. Zbigniew Kłos,
prof. Janusz Zieliński - 20 h6. Fale jako narzędzie diagnostyczne - doc. Jan Błęcki,
prof. Andrzej Wernik – 20 h
Razem 160 godzin
36
37
Wyk łady specjalistyczne i monograficzne
• Kierunek FIZYKA KOSMICZNEGO OTOCZENIA ZIEMI
• Fizyka magnetosfer planet - doc. Barbara Popielawska• Słońce i plazma międzyplanetarna - prof. Stanisław Grzędzielski• Fale, niestabilności i turbulencja w plazmie kosmicznej –
doc. Jan Błęcki• Physics and dynamics of small Solar System bodies - w jęz. ang.,
prof. Hans Rickman• Pogoda kosmiczna (wspólnie z profilem II) - prof. Zbigniew Kłos,
doc. Barbara Popielawska• Dynamika nieliniowa i chaos (wspólnie z profilem II) - prof.
Wiesław Macek
• Metody teledetekcji (wspólnie z profilem II) - doc. Marek Banaszkiewicz, prof. Andrzej Jurewicz
• Teledetekcja Środowiska - (wspólnie z profilem II) -prof. Katarzyna Dąbrowska-Zielińska, dr inŜ. Stanisław Lewiński IGiKFizyka jonosfery
• Fizyka heliosfery• Transfer promieniowania w atmosferach
37