HEAO-2

HEAO-2 / Einstein Opis tego obrazu, również skomentowany poniżej Wrażenie artysty Ogólne dane
Organizacja NASA
Program Program HEAO
Pole Astronomia X
Rodzaj misji Teleskop kosmiczny
Status Misja wykonana
Inne nazwy Einstein
Uruchomić 12 listopada 1978
Wyrzutnia Atlas / Centaur
Koniec misji 17 kwietnia 1981
Deorbitowanie 26 maja 1982
Identyfikator COSPAR 1978-103A
Teren http://heasarc.gsfc.nasa.gov/
Charakterystyka techniczna
Msza przy starcie 3 150 kg
Orbita
Orbita Niska orbita
Wysokość 526-548 km
Kropka 94 minuty
Nachylenie 23,5 °
Teleskop
Rodzaj Wolter-1
Ogniskowy 3,4 m
Pole 1 °
Długość fali 0,2-4 keV
Główne instrumenty
HRI Aparat fotograficzny
CPI Gazomierz proporcjonalny
FPCS Spektrometr
RPP Gazomierz proporcjonalny

HEAO-2 ( Obserwatorium Astrofizyczne Wysokich Energii ), przemianowane po uruchomieniu na Einstein , jest obserwatorium kosmicznym pracującym w dziedzinie promieni rentgenowskich wystrzelonych na12 listopada 1978. Jest pierwszym satelitą X, który dostarcza obrazy z kosmosu (w końcu był w stanie zdefiniować obrazy dużych, rozproszonych obiektów i wykryć słabe źródła). HEAO-2 jest częścią serii 3 satelitów tego samego typu opracowanych przez NASA  : pozostałe dwa obserwatoria to HEAO-1 wystrzelone na12 sierpnia 1977i HEAO-3 wystartowały20 września 1979. Był to również pierwszy satelita NASA, który zaoferował program obserwatorów gościnnych .

Kontekst: program HEAO

Astronomia wysokiej energii ( promieniowanie gamma , promieniowanie rentgenowskie i promieniowanie kosmiczne ) rozpoczyna się na przestrzeni lat. Rzeczywiście promieniowanie to nie jest bezpośrednio obserwowane z ziemi, ponieważ jest blokowane przez ziemską atmosferę. Na początku lat 60. ograniczone eksperymenty na pokładzie balonów stratosferycznych lub małych satelitów wykazały, że Ziemia została zbombardowana przez to promieniowanie wytwarzane przez procesy astrofizyczne, które pozostały w dużej mierze niewyjaśnione. W Stanach Zjednoczonych nad tym tematem pracują w szczególności trzy grupy naukowców. Grupa Naval Research Laboratory pod kierownictwem Herberta Friedmana odkrywa i obserwuje emisje promieniowania rentgenowskiego Słońca za pomocą detektorów wystrzeliwanych przez rakiety. Bruno Rossi z Massachusetts Institute of Technology (MIT) i Riccardo Giacconi (przyszła Nagroda Nobla w dziedzinie fizyki za wkład w astrofizykę, w szczególności w dziedzinie promieni rentgenowskich) z laboratorium American Science and Engineering (AS&E) badają środki ogniskowania promieni rentgenowskich za pomocą teleskopów. Wreszcie Frank B. McDonald z Goddard Space Flight Center (siedziba NASA) jest jednym z pionierów w badaniach nad promieniowaniem kosmicznym. Latem 1965 roku Amerykańska Akademia Nauk zorganizowała sesje robocze w celu określenia środków rozwoju astronomii wysokich energii. Naukowcy zgadzają się na projekt opracowania szeregu dużych satelitów wykorzystujących ponownie komponenty z programu Apollo i przeprowadzających proste eksperymenty, które z jednej strony mogą przeprowadzić systematyczną inwentaryzację źródeł tego promieniowania, az drugiej strony przestudiuj je szczegółowo.

W 1967 roku; NASA stworzył komisję poświęconą działalności astronomicznej, aby umożliwić agencji kosmicznej zdefiniować swoją strategię w tej dziedzinie. W pracach tej komisji proponuje się program obejmujący uruchomienie kilku dużych eksperymentów od 1 do 5 ton, stanowiących początek programu HEAO. Badanie jest dogłębne, a jego realizacja jest proponowana w ośrodku lotów kosmicznych Goddard, które tradycyjnie zajmuje się zastosowaniami naukowymi w NASA, ale działalność tego zakładu nie pozwala mu poświęcić środków na projekt. To Centrum Lotów Kosmicznych Marshalla kierowane przez Wernhera von Brauna, którego perspektywy planu ładowania gwałtownie się pogarszają wraz z zakończeniem prac nad rakietą Saturn V , które ostatecznie zgadza się pracować nad tym tematem. W 1970 roku NASA wyraziła zgodę na rozwój projektu i ogłosiła zaproszenie do składania wniosków dotyczących pokładowych eksperymentów naukowych. Zaplanowane są cztery misje. Pierwsze dwa obejmują mieszankę eksperymentów na promieniowaniu X , gamma i kosmicznym , trzeci jest w całości poświęcony promieniowaniu rentgenowskiemu, podczas gdy ostatni dotyczy tylko promieni kosmicznych. Satelity muszą mieć masę jednostkową około 10 ton. W 1971 roku pierwsze dwie misje programu HEAO ( High Energy Astrophysical Observatory we French Observatoire astrophysique des autres energies) zostały zatwierdzone przez Kongres Amerykański i otrzymały fundusze. Firma TRW została zaangażowana do opracowania satelitów i prace zostały rozpoczęte.

Jednak pod koniec 1972 roku administracja prezydenta Nixona postanawia ograniczyć budżet NASA na rok podatkowy 1974 i przydziela kwotę niższą niż ta przyznana przez Kongres Amerykański. NASA, która musi finansować swoją działalność niewystarczającymi kwotami, stoi również w obliczu znacznych przekroczeń w programie Viking, którego sondy kosmiczne mają zostać wystrzelone na Marsa w 1976 r. Jedynym rozwiązaniem dla amerykańskiej agencji kosmicznej jest anulowanie istniejących projektów. . Jednak program HEAO jest jedynym, którego anulowanie mogłoby uwolnić wystarczające środki. Ten projekt również cierpi z powodu rosnących kosztów. Dlatego administrator NASA decyduje się anulować HEAO, rozwiązując w ten sposób dwa problemy jednocześnie. Osoby odpowiedzialne za projekt HEAO natychmiast zdecydowały się spróbować zmienić tę decyzję, opracowując tańszą wersję projektu (jedna trzecia pierwotnie planowanego budżetu) i proponując wstrzymanie prac na półtora roku w oczekiwaniu dla sytuacji gospodarczej korzystniejszy budżet. Masa do umieszczenia na orbicie, będąc jednym z najważniejszych czynników kosztowych, postanawia zastąpić cztery satelity o masie jednostkowej 10 ton przez 3 satelity o łącznej masie 10 ton. Najcięższy eksperyment, który miał obserwować zarówno promieniowanie kosmiczne, jak i promieniowanie gamma, zostaje poświęcony, a eksperymenty z pierwszymi dwoma satelitami w pierwotnej konfiguracji są teraz przejmowane przez pierwszego satelitę.

NASA waliduje to rozwiązanie, co daje również czas na ocenę poparcia społeczności naukowej dla projektu. Jest to raczej korzystne, biorąc pod uwagę sukces małego obserwatorium rentgenowskiego w Uhuru wystrzelonego w 1970 r. Dwa teleskopy rentgenowskie na pokładzie stacji kosmicznej Skylab, umieszczone na orbicie w 1973 r., Również dostarczyły imponujące zdjęcia Słońca. tego typu instrumentu przewidziano w ładunku jednego z satelitów HEAO. Naukowcy zaangażowani w program HEAO spotykają się w następnych miesiącach, aby dokonać kompromisów koniecznych w związku ze zmniejszeniem rozmiarów satelitów HEAO. Po długich sesjach roboczych określa się ładowność każdego z trzech satelitów. HEAO A (przemianowany po premierze HEAO-1) musi przeprowadzić systematyczne poszukiwanie źródeł X na niebie. HEAO B (HEAO-2) to miękki teleskop rentgenowski, a HEAO-C (HEAO-3) jest przeznaczony do badania promieni kosmicznych i poszukiwania linii widmowych w twardych promieniach rentgenowskich i miękkich promieniach gamma. Wreszcie wLipiec 1974środki są ponownie dostępne dla programu i program jest restartowany. Jednym z najważniejszych ograniczeń programu HEAO w wyniku cięć budżetowych jest ograniczona żywotność satelitów. Osiągnięto to poprzez zmniejszenie ilości paliwa używanego do kontrolowania orientacji obserwatoriów kosmicznych. Z tego powodu misje HEAO-1 i HEAO-2 zostaną zakończone po 10 miesiącach. Dzięki wyrafinowanemu zarządzaniu zastosowanymi pędnikami, HEAO-2 będzie działał przez 2 i pół roku.

Cele

Charakterystyka techniczna

HEAO-2 powstaje poprzez założenie firmy TRW w Redondo Beach ( Kalifornia ) . Ma masę około 2700 kg i jest w przybliżeniu cylindryczny o średnicy 2 metrów i długości 6 metrów. Zawiera dwa podzespoły. Platforma, w której znajdują się służebności (produkcja energii, kontrola położenia itp.) I jest identyczna dla trzech satelitów HEAO, stanowi koniec cylindra i ma 1 metr długości, podczas gdy instrumenty zajmują resztę konstrukcji. Satelita jest skierowany na badany region. Te panele słoneczne zapewniają 460 watów do 28 watów. Dane zebrane przez przyrządy są zapisywane na magnetofonach i przesyłane do stacji naziemnych z szybkością 6,4 kilobitów na sekundę.

Teleskop

Ładowność od HEAO-2 jest teleskop przeznaczony do obserwacji promieniowania rentgenowskiego miękkie (0,2-4 keV), przywracając obrazów o wysokiej rozdzielczości (kilka sekund kątowych ). Ma cztery instrumenty umieszczone w jego płaszczyźnie ogniskowej. Teleskop jest typu Wolter-1 ze zwierciadłem głównym składającym się z 4 zagnieżdżonych muszli o rosnącej średnicy od 33 do 56 cm. Efektywna powierzchnia wynosi 400 cm² dla promieniowania 0,25 keV, ale spada do 30 cm², gdy energia promieniowania osiąga 4 keV. Ogniskowa wynosi 3,4 metra, a pole widzenia 1 °. Powstały obraz można umieścić na swoim tle optycznym dzięki trzem celownikom gwiazdowym współosiowym z teleskopem i posiadającym pole widzenia 2 ° x 2 °, dokładność jednej sekundy łuku i dostatecznie czułą, aby umożliwić wykrycie gwiazda, której pozorna jasność wynosi 9.

Instrumenty

W jego płaszczyźnie ogniskowej można umieścić jeden z następujących czterech instrumentów:

Dodatkowo HEAO-2 posiada przyrząd współosiowy z teleskopem X: MPC, ( Monitor Proportional Counter ),

Przebieg misji

HEAO-2 zostaje uruchomiony 13 listopada 1978przez rakietę Atlas / Centaur wystrzeloną z podstawy przylądka Canaveral i umieszczoną na okrągłej niskiej orbicie o długości 470 km z nachyleniem orbity 23 °, którą pokonuje w 94 minuty. Spektrometr SSS wykorzystał ciecz kriogeniczną, która pozwoliła mu działać po 11 miesiącach. Obserwatorium wyczerpało gaz, aby kontrolować swoją orientacjęKwiecień 1981który zakończył misję 2,5 roku po jej uruchomieniu podczas 5600 obserwacji. Satelita zostaje zniszczony26 maja 1982podczas ponownego wejścia do atmosfery .

Wyniki

HEAO-2 dokonał 5600 obserwacji. Dzięki rozdzielczości kątowej rzędu kilku sekund łuku, któremu towarzyszyła silna redukcja szumów tła, teleskop kosmiczny posiadał czułość kilkaset razy większą niż obserwatoria rentgenowskie, które go poprzedzały. Jest to również pierwsze obserwatorium rentgenowskie NASA, które wdrożyło program umożliwiający astronomom niezaangażowanym w projekt prowadzenie obserwacji. Główne uzyskane wyniki to:

HEAO-2 był pierwszym satelitą, który odkrył anomalnego pulsara X ( PSR J2301 + 5852 / 2E 2259.0 + 5836, w 1981 r.), Podklasę pulsarów X o bardzo silnych polach magnetycznych . Odkrył również istnienie nietypowego zwartego obiektu o nazwie 1E161348-5055 w centrum pozostałości po supernowej RCW 103 .

Uwagi i odniesienia

  1. (w) Wallace H.Tucker, The Star Splitters: The High Energy Astronomy Observatories , NASA,1984, 304  s. ( ISBN  978-0-387-98190-1 , czytaj online ) , rozdz.  3 („DROGA DO HEAO”)
  2. (w) Wallace H.Tucker, The Star Splitters: The High Energy Astronomy Observatories , NASA,1984, 304  s. ( ISBN  978-0-387-98190-1 , czytaj online ) , rozdz.  4 („PONOWNIE NA DRODZE”)
  3. (w) Wallace H.Tucker, The Star Splitters: The High Energy Astronomy Observatories , NASA,1984, 304  s. ( ISBN  978-0-387-98190-1 , czytaj online ) , rozdz.  5 („Planowanie misji”)
  4. (en) High Energy Astrophysics Group, "  High Energy Astronomy Observatory 1  " , University of California (dostęp: 29 grudnia 2016 )
  5. (w) „  High Energy Astronomy Observatory 1  ” , Goddard Space Flight Center (dostęp 3 stycznia 2017 )
  6. (w) „  HEA Heritage Missions: Einstein Observatory  ” on HARVARD-SMITHSONIAN CENTER FOR ASTROPHYSICS , Harvard College Observatory (dostęp 10 stycznia 2017 )

Bibliografia

Zobacz też

Powiązane artykuły

Link zewnętrzny