Mezinárodní laboratoř astrofyziky gama záření

Mezinárodní laboratoř astrofyziky gama záření Popis tohoto obrázku, také komentován níže Umělecký dojem z INTEGRALU. Všeobecné údaje
Organizace ESA , NASA , RKA
Program Horizon 2000
Pole Studium gama a rentgenových paprsků
Postavení Provozní
Ostatní jména INTEGRÁLNÍ
Zahájení 17. října 2002
Spouštěč Proton K.
Konec mise 31. prosince 2022 (plánováno)
Doba trvání 5 let (primární mise)
Identifikátor COSPAR 2002-048A
Stránky ESA
Technická charakteristika
Mše při startu 4000 kg
Obíhat
Obíhat Silně eliptická oběžná dráha Země
Periapsis 639 km
Apoapsis 156 000 km
Doba 66 h
Sklon 51,7 °
Dalekohled
Typ Kódovaný maskový dalekohled
Průměr 3,70 m
Plocha 500 cm² (SPI a JEM-X), 3100 cm² (IBIS)
Focal ~ 4 m
Vlnová délka Gama paprsky a rentgenové paprsky
Hlavní nástroje
SPI Spektrometr
IBIS Imager
JEM-X Rentgenový monitor
WTO Optický monitor

Mezinárodní Gamma-Ray Astrophysics Laboratory (INTEGRAL) jeprostor observatořoastrofyzice Evropskéstudujígama zářenío střední energii (20 KeVdo 10 MeV) emitované ze zdrojů, jakočerné díry,neutronové hvězdy,supernovy, vmezihvězdnématd Tento satelit o hmotnosti 4 000 kilogramů používá ke svým pozorováním kombinaci dvou přístrojů: IBIS, který se vyznačuje svým úhlovým rozlišením a slouží k přesnému lokalizování zdroje gama a SPI záření, které má na druhou stranu lepší spektrální rozlišení. INTEGRAL mise, která je umístěna vdrázena17. října 2002, je prodloužena Evropskou kosmickou agenturou , pilotním projektem, do konce roku 2020. Druhé prodloužení mise je poté prováděno do.31. prosince 2022.

Kontext

v Červen 1993, si Evropská kosmická agentura vybrala INTEGRAL jako druhou středně velkou (M2) misi vědeckého programu Horizon 2000 . Družice musí používat vybavení 10 až 50krát citlivější než jeho předchůdci. Detektor musí používat techniku kódované masky, kterou poprvé použil ve vesmíru v roce 1989 francouzský dalekohled SIGMA (Random Mask Gamma Imaging System) na palubě ruské vesmírné observatoře Granat .

Následovat ruskou zrušení 2002 o programu Spectrum X-Gamma , ve kterém jsou evropské laboratoře investuje téměř US $ 300 milionu ve třech z dalekohledů být na palubě, ruská vláda souhlasí s tím, aby zahájily INTEGRAL bezplatně.

Cíle

Tyto gama paprsky a rentgenové paprsky nemohou proniknout zemskou atmosférou . Přímé pozorování těchto paprsků lze proto provádět pouze z vesmíru. Gama záření je obtížné pozorovat, protože energie fotonů je taková, že je nelze přimět ke konvergenci k detektoru. Jeho pozorování však umožňuje detekovat základní procesy. Gama záření je emitováno v rámci nejnásilnějších jevů ve vesmíru, jako jsou exploze hvězd ( nova , supernova ) a jejich kompaktní zbytky: neutronové hvězdy a černé díry . Vyrábí se také během de-excitace atomových jader , což umožňuje jeho pozorováním provádět nukleární spektroskopii kosmických míst. A konečně, interakce hmota- antihmota také produkuje tento typ záření.

Cíle INTEGRAL jsou následující:

Provádění mise

INTEGRAL je vypuštěn z kosmodromu Bajkonur v Kazachstánu dne17. října 2002, odpalovačem ruských protonů na velmi eliptické oběžné dráze s periodou 3 hvězdných dnů . Dráha INTEGRAL je zvolena tak, aby satelit trávil maximální čas mimo radiační pás kolem Země. Družice je řízena z European Space Operations Center (ESOC) v Darmstadtu v Německu pomocí dvou rádiových antén umístěných v Belgii a Kalifornii ( USA ). Spotřeba paliva INTEGRAL se řídí předpovědi. Jeho mise je prodloužena stejně jako tucet dalších vědeckých satelitů Evropské kosmické agentury do roku 2014. The19. listopadu 2014, mise je opět prodloužena o dalších 5 vědeckých misí do 2 let 31. prosince 2016.

Vědecké nástroje

INTEGRAL má čtyři vědecké přístroje: dva hlavní přístroje, zobrazovač IBIS a spektrometr SPI a dva monitorovací přístroje, nízkoenergetický rentgenový monitor (JEM-X) a optickou sledovací kameru OMC. Všechny jsou zarovnány na stejné ose, takže současně pozorují stejnou část oblohy. 3 vysokoenergetické nástroje používají techniku kódované masky , protože neexistují žádná zrcadla, která by umožňovala konvergovat rentgenové a gama paprsky . Kódované masky používané jsou vyvíjeny především University of Valencia , Španělsko .

Zobrazovač IBIS

Snímač INTEGRAL s názvem IBIS ( Imager on Board the INTEGRAL Satellite ) může pozorovat mezi 15 k eV a 10 MeV. Jeho prostorové rozlišení je 12 obloukových minut , ale dekonvoluce ho může snížit na mnohem lepší hodnotu a dosáhnout jedné obloukové minuty. Maska obdélníkových wolframových dlaždic 95 x 95 je umístěna 3,2 metru nad detektory. Detekční systém IBIS obsahuje první rovinu dlaždic 128 až 128 teluridů kadmia (nazývaných ISGRI pro INTEGRAL Soft Gamma-Ray Imager ), poté druhou rovinu dlaždic 64 x 64 jodidu cesného ( PICsIT pro Pixellated Cesium -Iodid Telescope ). ISGRI je citlivý až do asi 500 keV, zatímco PICsIT dosahuje až 10  MeV . Oba nástroje jsou obklopeny ochrannými wolframovými a olověnými clonami .

SPI spektrometr

Primární spektrometr na palubě integrál, nazvaný SPI ( spektrometr pro integrovanou ) poskytuje elektromagnetické spektrum záření mezi 20  keV a 8  MeV . SPI také používá kódovanou masku vytvořenou z hexagonálních wolframových dlaždic . Ten je umístěn nad detektorem vyrobeným z 19 germaniových krystalů . Tyto krystaly jsou aktivně chlazeny mechanickým systémem. Přístroj provádí měření se spektrálním rozlišením 2 keV (pro záření 1,33  MeV ). Optické pole je 8 ° a rozlišovací schopnost je 2 °.

Ray monitor JEM-X

INTEGRAL má také dva nástroje pro pozorování takzvaných „měkkých“ rentgenových paprsků, jejichž energie je mezi 3 a 35  keV . Tyto dva přístroje zvané JEM-X ( Joint European X-ray Monitor ) jsou identické a zvyšují rozsah vlnových délek pokrytých satelitem. Jejich prostorové rozlišení je lepší než u IBIS, protože vlnové délky jsou kratší. Používanými detektory jsou xenonové a metanové plynové scintilátory .

Optická kamera OMC a monitor záření IREM

INTEGRAL má také optickou kameru OMC ( Optical Monitor Camera ), citlivou na vlnové délky ve viditelném a ultrafialovém rozsahu . Jedná se hlavně o podpůrný nástroj. Konečným nástrojem je INTEGRAL Radiation Environment Monitor ( IREM ), který je zodpovědný za monitorování úrovně orbitálního pozadí a používá se také ke kalibraci dat. IREM je citlivý na elektrony a protony přítomné v zemském radiačním pásu , stejně jako na kosmické záření . Pokud je úroveň pozadí příliš vysoká, může IREM vědecké nástroje vypnout, aby je chránil.

Ostatní vybavení

IBIS a SPI potřebují metodu k zastavení okolního záření (například kosmického záření). Tato metoda zahrnuje použití plastové třpytivé masky umístěné za wolframovými dlaždicemi. Tato maska ​​absorbuje sekundární záření produkované dopady na wolfram. Tato maska je doplněna sítem třpytivých z bismutu germanate , který se nachází v okolí a na zadní straně SPI . Tento systém dodávaný společností Astrium se nazývá ACS ( AntiCoincidence Shield ). Díky obrovské ploše ACS je téměř sám o sobě nástrojem. Jelikož je citlivý na paprsky přicházející ze všech směrů na obloze, jedná se o přirozený detektor gama záření . V poslední době nové algoritmy umožňují použít ACS jako dalekohled díky fenoménu dvojitého Comptonova rozptylu . ACS lze tedy použít k „pozorování“ objektů mimo zorné pole satelitu.

Družice

Družice s celkovou hmotností čtyři tuny má užitečné zatížení 2 tuny popsané výše a identickou platformu , která udržuje nízké náklady, jako evropský rentgenový dalekohled, zahájila společnost XMM-Newton dne10. prosince 1999.

Výsledek

Hlavní výsledky získané díky údajům shromážděným observatoří během prvních deseti let mise jsou následující:

Poznámky a odkazy

  1. (En-GB) „  Zelená pro další provoz vědeckých misí ESA  “ , na sci.esa.int (přístup k 21. lednu 2018 )
  2. „  Integrální  “ , na CNES.fr ,13. října 2020(zpřístupněno 15. června 2021 )
  3. (in) „  INTEGRAL potvrzen jako další vědecká práce  “ , ESA,4. června 1993
  4. (in) „  Spektr-RG  “ na Russianspaceweb.com (přístup 9. ledna 2012 )
  5. „  Vědecké cíle: Jaderná astrofyzika  “ , CEA (přístup 23. října 2012 )
  6. „  Vědecké cíle: na stopě chybějících supernov  “ , CEA (přístup 23. října 2012 )
  7. „  Vědecké cíle: hledat studená místa pro nukleosyntézu  “ , CEA (přístup 23. října 2012 )
  8. „  Vědecké cíle: nové a supernovy  “ , CEA (přístup 23. října 2012 )
  9. (en) „  Vědecké cíle: gravitační supernovy  “ , CEA (zpřístupněno 23. října 2012 )
  10. (en) „  INTERGRAL: Cíle  “ , ESA (přístup 23. října 2012 )
  11. (in) „  Evropa udržuje přítomnost IKT na konečné hranici  “ , ESA,22. listopadu 2010
  12. (in) „  Prodloužení pracovního života pro vědeckou misi ESA  “ na vědecké misi ESA - Mars Express (zpřístupněno 20. listopadu 2014 )
  13. (in) „  SPI Coded Mask  “ , Orbital ATK (zpřístupněno 24. března 2016 )
  14. „  Hlavní výsledky za téměř 10 let pozorování: Struktura a emise galaxie ve velkém měřítku - interakce kosmického záření a mezihvězdného pole záření  “ , vědecké mise CNES (přístup 23. října 2012 )
  15. „  Hlavní výsledky za téměř 10 let pozorování: Identifikace zdrojů vysoké energie - povaha několika exotických hvězd odhalená pozorováním ESO a Spitzera  “ , vědecké mise CNES (přístup 23. října 2012 )
  16. „  Hlavní výsledky za téměř 10 let pozorování: Mapy jednotlivých zdrojů gama a měření X kosmického pozadí  “ , vědecké mise CNES (přístup 23. října 2012 )
  17. „  Hlavní výsledky za téměř 10 let pozorování: Rázy gama paprsky  “ , vědecké mise CNES (přístup k 23. říjnu 2012 )
  18. „  Hlavní výsledky za téměř 10 let pozorování: Nucleosynthesis  “ , vědecké mise CNES (přístup k 23. říjnu 2012 )
  19. „  Hlavní výsledky za téměř 10 let pozorování: linie zničení pozitronu / elektronu při 511 keV  “ , vědecké mise CNES (přístup k 23. říjnu 2012 )

Podívejte se také

Související články

externí odkazy