Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Анимация траектории орбиты КА ИНТЕГРАЛ
   Земля  ·   ИНТЕГРАЛ

Гамма-Астрофизика Лаборатория международных ( ИНТЕГРАЛ ) представляет собой космический телескоп для наблюдения гамма - лучей с энергией до 8 МэВ. Он был запущен Европейским космическим агентством (ЕКА) на околоземную орбиту в 2002 году и предназначен для получения изображений и спектроскопии космических источников. В диапазоне энергий МэВ это самая чувствительная гамма-обсерватория в космосе. [3] Он чувствителен к фотонам с более высокой энергией, чем рентгеновские инструменты, такие как NuSTAR , обсерватория Нила Герелса SWIFT, XMM-Newton , и ниже, чем другие инструменты гамма-излучения, такие как Fermi иHESS .

Фотоны в диапазоне энергий ИНТЕГРАЛ испускаются релятивистскими и надтепловыми [ требуется уточнение ] частицами в сильных источниках, радиоактивностью из нестабильных изотопов, образующихся во время нуклеосинтеза , рентгеновскими двойными системами и астрономическими переходными процессами всех типов, включая гамма-всплески . Инструменты космического корабля имеют очень широкое поле зрения , что особенно полезно для обнаружения гамма-излучения от кратковременных источников, поскольку они могут непрерывно контролировать большие участки неба.

INTEGRAL - это миссия ESA с дополнительным участием европейских стран-членов, включая Италию, Францию, Германию и Испанию. Партнерами по сотрудничеству являются Российское космическое агентство с IKI и NASA .

Миссия [ править ]

Излучение более энергичное, чем оптический свет, такое как ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма-излучение , и не может проникать в атмосферу Земли, прямые наблюдения должны проводиться из космоса. INTEGRAL - это обсерватория, ученые могут предложить время для наблюдений в желаемых целевых регионах, данные становятся общедоступными по истечении периода собственности продолжительностью до одного года.

"ИНТЕГРАЛ" был запущен с космодрома Байконур в Казахстане . Запуск в 2002 году на борту ракеты «Протон- DM2» достиг трехдневной эллиптической орбиты с апогеем около 160 000 км и перигеем более 2 000 км, следовательно, в основном за пределами радиационных поясов, которые в противном случае привели бы к высокому инструментальному фону от активации заряженных частиц. Космический корабль и приборы управляются из центра управления ESOC в Дармштадте , Германия, через наземные станции в Бельгии (Реду) и Калифорнии ( Голдстоун ).

Расход топлива намного ниже прогнозов. INTEGRAL значительно превысил запланированный срок службы в 2 + 3 года и должен войти в атмосферу Земли в 2029 году в качестве окончательного завершения миссии. Его орбита была скорректирована в январе / феврале 2015 года, чтобы обеспечить такой безопасный (южный) вход с использованием половины оставшегося топлива.

Космический корабль [ править ]

Корпус космического корабля («служебный модуль») является копией корпуса XMM-Newton . Это сэкономило затраты на разработку и упростило интеграцию с инфраструктурой и наземными объектами. (Однако для работы с другим ускорителем был необходим адаптер.) Однако более плотные инструменты, используемые для гамма-лучей и жесткого рентгеновского излучения, делают INTEGRAL самым тяжелым научным грузом, когда-либо летавшим на борту ЕКА.

Корпус в основном построен из композитных материалов. Движение осуществляется гидразиновой монотопливной системой, содержащей 544 кг топлива в четырех открытых баках. Титановые резервуары заполнялись газом до 24 бар (2,4 МПа ) при 30 ° C и имели диафрагмы резервуаров. Управление отношением осуществляется с помощью звездного трекера, нескольких датчиков Солнца и нескольких колес импульса. Двойные солнечные батареи, охватывающие 16 метров при развертывании и производящие мощность 2,4 кВт, поддерживаются двойными никель-кадмиевыми батареями.

Строение прибора («модуль полезной нагрузки») также составное. Жесткое основание поддерживает узлы детекторов, а H-образная конструкция удерживает кодированные маски примерно на 4 метра над их детекторами. Модуль полезной нагрузки может быть построен и протестирован независимо от сервисного модуля, что снижает затраты.

Alenia Spazio (ныне Thales Alenia Space Italia) была генеральным подрядчиком космического корабля.

Инструменты [ править ]

Четыре инструмента с большим полем обзора совмещены на этой платформе для изучения целей в таком широком диапазоне энергий, почти на два порядка по энергии (другие астрономические инструменты в рентгеновских или оптических лучах охватывают гораздо меньшие диапазоны факторов. из нескольких максимум). Визуализация достигается с помощью кодированных масок, отбрасывающих теневую диаграмму на пиксельные камеры; вольфрамовые маски были предоставлены Университетом Валенсии, Испания.

Imager INTEGRAL, IBIS (имидж-сканер на борту спутника INTEGRAL) наблюдает от 15 кэВ (жесткое рентгеновское излучение) до 10 МэВ (гамма-излучение). Угловое разрешение составляет 12 угловых минут, что позволяет располагать яркий источник с точностью до 1 угловой минуты. Маска размером 95 x 95 из прямоугольных вольфрамовых плиток расположена на 3,2 метра над детекторами. Детекторная система содержит переднюю плоскость из плиток кадмия-теллурида размером 128 x 128 (ISGRI - Integral Soft Gamma-Ray Imager), поддерживаемую плоскостью 64 x 64 плиток из иодида цезия (PICsIT - телескоп с пикселизацией иодида цезия). ISGRI чувствителен до 1 МэВ, а PICsIT - до 10 МэВ. Оба окружены пассивными экранами из вольфрама и свинца. IBIS была предоставлена ​​институтами PI в Риме / Италия и Париже / Франция.

Упрощенный принцип работы маски с гексагональной кодированной апертурой HURA, используемой в SPI

Спектрометр на борту INTEGRAL - это SPI , спектрометр INTEGRAL. Он был разработан и собран Французским космическим агентством CNES совместно с институтами PI в Тулузе (Франция) и Гархинге (Германия). Он наблюдает излучение от 20 кэВ до 8 МэВ . SPI имеет кодированную маску из гексагональных вольфрамовых плиток над детекторной плоскостью из 19 кристаллов германия (также упакованных гексагонально). Высокое энергетическое разрешение 2 кэВ при 1 МэВ способно разрешить все возможные линии гамма-излучения. Кристаллы Ge активно охлаждаются с помощью механической системы охладителей Стирлинга примерно до 80 К.

IBIS и SPI используют активные детекторы для обнаружения и запрета заряженных частиц, которые вызывают фоновое излучение. SPI ACS (AntiCoincidence Shield) состоит из сцинтилляционных блоков BGO, окружающих камеру и апертуру, обнаруживающих все заряженные частицы и фотоны с энергией, превышающей около 75 кэВ, которые будут попадать в инструмент с направлений, отличных от апертуры. Тонкий слой пластикового сцинтиллятора за вольфрамовыми плитками служит дополнительным детектором заряженных частиц внутри апертуры.

Большая эффективная площадь САУ оказалась полезной как самостоятельный инструмент. Его охват всего неба и чувствительность делают его естественным детектором гамма-всплесков и ценным компонентом IPN (межпланетной сети).

Двойные блоки JEM-X предоставляют дополнительную информацию об источниках в мягком и жестком рентгеновском диапазоне от 3 до 35 кэВ. Помимо расширения спектрального покрытия, визуализация более точна из-за более короткой длины волны. Детекторы представляют собой газовые сцинтилляторы ( ксенон плюс метан ) в микрополосковой схеме под маской из шестиугольных плиток.

INTEGRAL включает в себя оптический монитор ( OMC ) с чувствительностью от 500 до 580 нм . Он действует как вспомогательное средство для кадрирования и может регистрировать активность и состояние некоторых более ярких целей, например, он был полезен для наблюдения за светом сверхновой в течение нескольких месяцев с SN2014J.

Космический корабль также оснащен радиационным монитором INTEGRAL Radiation Environment Monitor ( IREM ), который фиксирует орбитальный фон для целей калибровки. IREM имеет канал для электронов и протонов, хотя может ощущаться излучение вплоть до космических лучей . Если фон превышает предварительно установленный порог, IREM может выключить инструменты.

Научные результаты [ править ]

Ссылки [ править ]

  1. ^ "НАСА - NSSDC - Детали космического корабля" . НАСА . Дата обращения 2 февраля 2015 .
  2. ^ a b c d e f "INTEGRAL Satellite Details 2002-048A NORAD 27540" . N2YO. 2 февраля 2015 . Дата обращения 2 февраля 2015 .
  3. ^ Teegarden, BJ, Sturner, SJ (апрель 1999). «ИНТЕГРАЛЬНЫЕ наблюдения гамма-всплесков». Американское астрономическое общество, собрание руководителей № 4, № 17.01; Бюллетень Американского астрономического общества . 31 : 717. Bibcode : 1999HEAD .... 4.1701T .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

См. Также [ править ]

  • Список рентгеновских космических телескопов

Внешние ссылки [ править ]

  • ИНТЕГРАЛ в ЕКА
  • Обзор INTEGRAL в CNES (Французское космическое агентство)
  • Страница интегральных операций в ESA
  • INTEGRAL в ISDC (Научный центр данных INTEGRAL)
  • Профиль миссии INTEGRAL от NASA Solar System Exploration
  • Страница обзора NSSDC
  • SPI / INTEGRAL подробнее о SPI спектрометре для INTEGRAL
  • Каталог источников INTEGRAL Источники INTEGRAL, идентифицированные с помощью оптической и ближней инфракрасной спектроскопии