גאיה הוא המשך ישיר ללוויין היפרכוס, שפעל בין השנים 1989 עד 1993. הטלסקופ הוצע לסוכנות החלל האירופית (איס"א) באוקטובר 1993 על ידי לנרט לינדגרן (מאוניברסיטת לונד שבשוודיה) ומייקל פרימן (מאיס"א) בתגובה לקול קורא למשימות עבור התוכנית המדעית ארוכת-הטווח "הורייזון פלוס" (Horizon Plus). ההצעה התקבלה על ידי הוועידה המדעית של איס"א כמשימה באוקטובר 2000. שלב שני של הפרויקט אושר בפברואר שנת 2006, וחברת אסטריום (Astrium) קיבלה אחריות על החומרה. השם גאיה (GAIA באנגלית) נבחר במקור כראשי תיבות של אינטרפרומטר אסטרומטרי גלובלי לאסטרופיזיקה (באנגלית: Global Astrometric Interferometer for Astrophysics), והעיד על כך שבמקור, המשימה תוכננה לעבוד בטכניקת האינטרפרומטריה. אף על פי שהתכנון השתנה וראשי התיבות כבר לא תקפים, שם המשימה נותר ללא שינוי, כדי לסמל את הזיקה לפרויקט היפרכוס. עלות המשימה, כולל ייצור הטלסקופ והחללית, עלויות שיגור ותפעול על הקרקע, מוערכת בכ-650 מיליון אירו. עלות המשימה כולה מוערכת בכשני מיליארד אירו.
ב-25 באפריל 2018 פרסמה סוכנות החלל האירופית מיפוי עדכני של שביל החלב והגלקסיות השכנות, הכולל מדידות של כמעט 1.7 מיליארד כוכבים בדיוק גבוה.
המשימה.
רקע מדעי.
אחת הדרכים למדידה ישירה של מרחק אל כוכב, ללא הנחות פיזיקליות, היא באמצעות מדידת פרלקסה - שינוי מיקומו על רקע כוכבים רחוקים יותר כתוצאה משינוי מיקום הצופה ביחס לכוכב. לשם כך יש צורך במדידות מיקום מאוד מדויקות של כוכבים על פני השמים (ראו אסטרומטריה). תצפיות מהקרקע מוגבלות בדיוק מדידת פרלקסה, בעיקר בגלל הפרעות שנגרמות על ידי האטמוספירה, ולכן יש צורך בשיגור טלסקופ לחלל.
תצפית על כמות גדולה של כוכבים יכולה לתת תמונה שלמה יותר של אופן ההתפתחות של כוכבים, ובמיוחד לאפשר הצצה אל השלבים הקצרים בחייהם. מיפוי אוכלוסייה שלמה של כוכבים, ביניהם גם כוכבים חיוורים, תאפשר שרטוט מדויק יותר של פונקציית הבהירות נראית של הכוכבים, מאפיין חשוב בהבנתנו את האופן בו גלקסיות מתפתחות. כמו כן, מיפוי תלת ממדי של כוכבים והדינמיקה שלהם מכיל מידע לגבי האזורים בהם נוצרו הכוכבים ולכן מספק מידע אודות ההיסטוריה של גלקסיית שביל החלב ותהליך ההתפתחות שלה.
מטרות.
המטרה העיקרית של גאיה תהיה לבנות מפה תלת-ממדית של כמיליארד כוכבים וכן לייצר את הקטלוג הרחב והמדויק אי פעם של תכונות כוכבים בגלקסיית שביל החלב. לשם השוואה, בקטלוג הסופי של לוויין היפרכוס היו כשני מיליון כוכבים, פחות מאחוז מהכמות הצפויה להתקבל מגאיה. על מנת להשלים מטרה זו, גאיה יבצע מדידות של הפרמטרים האסטרומטריים של הכוכב - שניים שמתארים את המיקום הזוויתי שלו על השמיים, שניים עבור התנועה העצמית של הכוכב על השמיים, ואחרון - הפרלקסה של הכוכב, ממנה ניתן יהיה להסיק את המרחק אליו. כמו כן, תימדד המהירות הרדיאלית באמצעות אפקט דופלר, ותוך כך גם ניתן יהיה לאמוד את קצב התפשטות היקום. במהלך המשימה (המתוכננת לחמש שנים) אמורות להתבצע בממוצע כ-70 תצפיות על כל כוכב מטרה.
לצורך סקירת כמות גדולה של כוכבים, הטלסקופ יצלם חלקים נרחבים של השמים, וניתן יהיה להשתמש במידע שייאסף למספר מטרות משנה:
החללית.
גאיה שוקל כ-2,030 קילוגרם, מתוכם 710 קילוגרם מטע"ד, 920 פלטפורמת שירות ו-400 קילוגרם דלק. ממדי החללית הם 4.6X2.3 מטר.
לאחר השיגור פרשה החללית מגן שמש עגול בקוטר של כעשרה מטרים. המגן מצל על הטלסקופ מאור השמש ומגן על המטע"ד מפני התחממות. כמו כן, על המגן הותקנו לוחות סולריים אשר מספקים לחללית אנרגיה. על מנת לשמור על כיוון מדויק, החללית תוכננה ונבנתה עם מעט מאוד חלקים נעים. תת-המערכות המדעיות מורכבות על מבנה סיליקון-פחמן קשיח, אשר מספק מבנה יציב שלא יתרחב או יתכווץ עקב שינויי טמפרטורה.
גאיה נע במסלול ליסאז'ו סביב נקודת לגראנז' השנייה (L2) של כדור הארץ והשמש, הנמצאת במרחק של כ-1.5 מיליון קילומטר מכדור הארץ. היתרונות המרכזיים במיקום זה לעומת מסלול סביב כדור הארץ הם סביבת קרינה נמוכה, יעילות תצפית גבוהה מאוד, מכיוון שהשמש, כדור הארץ והירח נמצאים מאחורי מכשיר שדה הראייה, וכן סביבה תרמית יציבה מאוד, מכיוון שהחללית תמיד מוארת על ידי השמש ולא נעה בין אזורי אור וצל מלא. טלסקופי חלל נוספים המשתמשים במסלול זה הם טלסקופ החלל הרשל וטלסקופ החלל פלאנק, וטלסקופ החלל ג'יימס וב.
תקשורת רדיו מול כדור הארץ נעשית באמצעות תחנות רשת חלל עמוק ESTRACK המתופעלות על ידי מרכז פעולות החלל האירופי (ESOC) של סוכנות החלל האירופית. גאיה שולחת כ-5 מגה ביט לשנייה של נתונים למשך כשמונה שעות בכל יום. האחריות על עיבוד הנתונים, מופקדת על הקונסורציום האירופי, קונסורציום עיבוד וניתוח נתונים (DPAC) של גאיה, והמימון של DPAC, ניתן על ידי 20 המדינות המשתתפות.
מכשור מדעי.
גאיה ישתמש בשני טלסקופים הצופים בשני כיוונים שונים, עם זווית רחבה וקבועה ביניהם. לציר הסיבוב של החללית יש נקיפה קלה על פני השמים, בעוד היא שומרת על זווית קבועה לשמש. כל אחד מהטלסקופים הוא בעל מפתח ראשי בגודל 1.5 על 0.5 מטרים ושטח האיסוף האפקטיבי שמתקבל מאפשר איסוף כמות אור גדולה פי 30 בהשוואה להיפרכוס. שיפור זה מאפשר תצפית על עצמים חיוורים יותר ובפרט גם מספר גדול יותר של כוכבים. במישור המוקד המשותף לשלושת המכשירים המדעיים ימוקמו 106 רכיבי CCD, עם יותר ממיליארד פיקסלים בסך הכל.
המטעד של גאיה, שמשקלו הכולל הוא כ-710 קילוגרם, כולל שלושה מכשירים עיקריים:
גזירה (אלגברה)
מריה קנדלה וטראנו
מריה קנדלה וטראנו וגה
קנדלה וטראנו וגה
שיטת בוטייקו
שיטת בוטייקו היא שיטה טיפולית משלימה המתבססת על ההנחה שמקורן של בעיות בריאות רבות הוא בנשימת יתר, ואפשר לרפאן באמצעות שינוי דפוסי הנשימה. השיטה נקראת על שם קונסטנטין פבלוביץ' בוּטייקוֹ (2003-1923), רופא אוקראיני, שפיתח את השיטה. לפי בוטייקו, נשימת-יתר (היפר-ונטילציה) מביאה לירידה מוגזמת בכמות הפחמן הדו-חמצני בגוף, והדבר מוביל לנזקים שונים, המביאים למגוון סימפטומים.
השיטה אינה נחשבת כשיטה רפואית ואין ראיות מדעיות ליעילותה. העוסקים בשיטה מציגים אותה כפתרון לכ-150 בעיות בריאות שונות, בהן סוכרת, אסתמה, אלרגיות, קשיי קשב, עייפות כרונית, יתר לחץ דם, תת-לחץ דם ועוד. למרות זאת, בוצעו מחקרים רק לגבי יישום השיטה לטיפול בחולי אסתמה, ואלה הצביעו על אפקט חיובי חלש. אולם, גם מחקרים מעטים אלה סבלו מבעיות מתודולוגיות, כמו מספר נבדקים קטן ואי-בדיקה של שיפור אובייקטיבי בתפקודי ריאה.
איכותם הירודה של המחקרים הביאה מספר גורמים, ביניהם ספריית קוקרן ומכון הלב, ריאה ודם הלאומי בארצות הברית למסקנה שאין די ראיות התומכות ביעילותה של שיטת בוטייקו לטיפול באסתמה.
שתי סקירות ספרות אחרות הציעו לשקול את השימוש בטכניקות נשימה, ביניהן בוטייקו, להקלת הסימפטומים של אסתמה. לדברי הכותבים, לא סביר כי השיטה משפיעה על הגורמים לאסתמה, ועדיין אין מספיק ראיות כדי להגיע למסקנה חותכת בעניין השיטה.
ארגון הריאות הבריטי (British Thoracic Society) מציע לשקול שימוש בשיטה להקלת הסימפטומים, אך גם קובע גם כי אין מספיק ראיות כדי להגיע למסקנה סופית בעניין השיטה.
לא פורסמו מחקרים התומכים ביעילות השיטה לטיפול בכל בעיה בריאותית אחרת, למעט אסתמה, ועל כן הטוענים ליעילותה למטרות אלה עושים זאת ללא תימוכין.
מייקל לוויט
ספק כוח ממותג
ספק כוח ממותג (באנגלית: switching-mode power supply, switcher, בראשי תיבות: SMPS) הוא ספק כוח אלקטרוני שמשלב שנאי ממותג כדי להמיר כוח חשמלי ביעילות.
מבוא.
כמו ספקי כוח אחרים, ספק הכוח הממותג מעביר כוח מהמקור, למשל רשת החשמל,
לצרכן, לדוגמה מחשב, תוך כדי שינוי המתח והזרם.
בשונה מספק כוח ליניארי, הטרנזיסטורים ששולטים בהעברת הזרם עוברים תמידית בין המצבים:
פתוח לגמרי וסגור לגמרי, תוך מזעור בזבוז האנרגיה.
במצב אידיאלי ספק כוח ממתג לא יבזבז כוח בכלל.
ויסות המתח מושג על ידי שינוי יחס הזמן בין המצבים דלוק וכבוי. בניגוד לספק כוח ליניארי
שמשנה את המתח על ידי הפיכת הכוח המיותר לחום.
יעילות ההמרה הזו היא יתרון חשוב של ספק הכוח הממתג.
ספק כוח ממתג יכול להיות קטן וקל יותר מספקים ליניארים בשל גודל הרכיבים.
שימוש בשנאי ממתג יהיה כתחליף לשנאי ליניארי כאשר יעילות גבוהה, משקל או גודל קטנים יותר נדרשים.
לחלופין שנאים ממותגים הם מסובכים יותר, יקרים יותר לבניה, המיתוג יכול לגרום לבעיות רעש במערכות רגישות אם לא בוטל בזהירות ועיצוב פשוט של המעגל יספק ביצועים נמוכים.
הסבר.
ספק כוח ליניארי מספק את מתח המוצא הרצוי על ידי בזבוז המתח העודף בהתנגדות.
השנאי הליניארי משנה את הזרם או המתח בבזבוז הכוח העודף בצורת חום,
ולכן יעילות צריכת החשמל המקסימלית שלו היא חלוקת מתח היציאה במתח הכניסה כך שההפרש מבוזבז.
לעומת זאת ספק כוח ממתג משנה את המתח או הזרם על ידי החלפת רכיבי אחסון אידיאליים, כמו סלילים
וקבלים, לתוך ומחוץ תצורות אלקטרוניות שונות. לאלמנטי מיתוג אידיאליים (למשל טרנזיסטורים) אין התנגדות במצב סגור ואין עכבה במצב פתוח, לכן השנאי יכול תאורטית לעבוד ביעילות של 100% (כל הכוח בכניסה
עובר ליציאה, אין כוח שמבוזבז כחום).
בספקי כוח ממתגים, זרם היציאה תלוי באות הכניסה, רכיב האחסון (קבל) במעגל וגם בשיטה
(למשל אפנון רוחב הפולס עם מחזור עבודה מתואם) שמפעילה את רכיב המיתוג.
התדירות הגבוהה של המיתוג גורמת להפרעות בזרם היציאה,
ולכן משתמשים במסנני תדירות שמכוונים לתדירות המיתוג כך שמתקבל זרם ישר.
יתרונות וחסרונות.