Granat - Granat

Pentru alte utilizări, a se vedea Granat (dezambiguizare) .
Observatorul Internațional Astrofizic „GRANAT”
Granat.gif
credit de imagine: NASA
Tipul misiunii Astronomia cu raze gamma
Operator Program spațial sovietic
ID COSPAR 1989-096A
SATCAT nr. 20352
Site-ul web hea.iki.rssi.ru/GRANAT/granat.html
Durata misiunii 9 ani
Proprietăți ale navei spațiale
Autobuz 4MV
Producător NPO Lavochkin
Lansați masa ~ 4.400 kg (9.700 lb)
Masa sarcinii utile ~ 2.300 kg (5.100 lb)
Dimensiuni 4 m × 2,5 m (13,1 ft × 8,2 ft)
Putere 400 W
Începutul misiunii
Data lansării 20:20:00, 1 decembrie 1989 (UTC) ( 1989-12-01T20: 20: 00Z )
Racheta Proton-K Blok D-1
Lansați site-ul Cosmodromul Baikonur 200/40
Sfârșitul misiunii
Eliminarea dezorbitat
Data decăderii 25 mai 1999 ( 25.05.1999 )
Parametrii orbitali
Sistem de referință Geocentric
Regim Foarte eliptic
Excentricitate 0,92193
Altitudine perigee 1.760 kilometri (1.090 mi)
Altitudine apogee 202.480 kilometri (125.820 mi)
Înclinare 51,9 grade
Perioadă 5.880 minute
Epocă 01 decembrie 1989
Telescopul principal
Nume SIGMA
Tip Mască codificată
Diametru 1,2 metri (3,9 ft)
Distanta focala 2,5 metri (8,2 ft)
Zona de colectare 800 cm 2 (120 mp)
Lungimi de undă Raze X la raze γ , 1–620  pm (2  keV - 1,3  MeV )
Instrumente
SIGMA Telescop cu raze X / gamma
ART-P Telescop cu raze X
ART-S Spectrometru cu raze X.
PHEBUS Detector de explozie gamma
CEAS Monitorul cerului
KONUS Experiment GRB
TOURNESOL Experiment GRB
 

International Astrophysical Observatory "Granat" ( de obicei , cunoscut sub numele de Granat ; Rusă : Гранат ), a fost un sovietic (mai târziu rus ) observator spațial dezvoltat în colaborare cu Franța , Danemarca și Bulgaria . A fost lansată la 1 decembrie 1989 la bordul unei rachete Proton și plasată pe o orbită extrem de excentrică de patru zile , dintre care trei au fost dedicate observațiilor. A funcționat aproape nouă ani.

În septembrie 1994, după aproape cinci ani de observații direcționate, alimentarea cu gaz pentru controlul atitudinii sale a fost epuizată, iar observatorul a fost plasat într-un mod de inspecție nedirecționat. Transmisiile au încetat în cele din urmă la 27 noiembrie 1998.

Cu șapte instrumente diferite la bord, Granat a fost conceput pentru a observa universul la energii variind de la raze X la raze gamma . Instrumentul său principal, SIGMA, era capabil să imagineze atât surse de raze X dure, cât și surse de raze gamma moi. Instrumentul PHEBUS a fost menit să studieze explozii de raze gamma și alte surse tranzitorii de raze X. Alte experimente, cum ar fi ART-P, au fost destinate să imagineze surse de raze X în  intervalul 35-100 keV . Un instrument, WATCH, a fost conceput pentru a monitoriza cerul continuu și pentru a alerta celelalte instrumente cu privire la surse noi sau interesante de raze X. Spectrometrul ART-S a acoperit gama de energie a razelor X, în timp ce experimentele KONUS-B și TOURNESOL au acoperit atât spectrul de raze X, cât și spectrul de raze gamma.

Navă spațială

Granat a fost o navă spațială stabilizată pe trei axe și ultima dintre autobuzele de 4MV produse de Asociația de producție științifică Lavochkin . A fost similar cu observatorul Astron care a funcționat din 1983 până în 1989; din acest motiv, nava a fost inițial cunoscută sub numele de Astron 2. Cântărea 4,4 tone metrice și transporta aproape 2,3 tone de instrumente științifice internaționale. Granat avea o înălțime de 6,5 m și avea o lungime totală de 8,5 m peste rețelele sale solare . Puterea puse la dispoziția instrumentelor științifice a fost de aproximativ 400  W .

Lansare și orbită

Vehicul de lansare a protonilor care transportă Granat

Nava spațială a fost lansată la 1 decembrie 1989 la bordul unui Proton-K de la Cosmodromul Baikonur din RSS kazahă . A fost plasat pe o orbită extrem de excentrică de 98 de ore, cu un apogeu inițial / perigeu de 202.480 km / respectiv 1.760 km și o înclinație de 51.9 grade. Aceasta însemna că perturbațiile solare și lunare vor crește semnificativ înclinația orbitelor, reducând în același timp excentricitatea acesteia, astfel încât orbita devenise aproape circulară până când Granat și-a finalizat observațiile în septembrie 1994. (Până în 1991, perigeul a crescut la 20.000 km ; până în septembrie 1994, apogeul / perigeul era de 59.025 km / 144.550 km la o înclinație de 86,7 grade.)

Trei zile din orbita de patru zile au fost dedicate observațiilor. După peste nouă ani de orbită, observatorul a reintrat în cele din urmă în atmosfera Pământului pe 25 mai 1999.

Schimbarea orbitei observatorului Granat (predicții din 1994)
Data Perigee  (km) Apogee  (km) Arg.perigee (deg) Inc.  (deg) Long.asc.node  (deg)
1 decembrie 1989 1.760 202.480 285 51.9 20.0
1 decembrie 1991 23,893 179,376 311.9 82,6 320.3
1 decembrie 1994 58.959 144.214 343,0 86,5 306,9
1 decembrie 1996 42.088,8 160.888 9.6 93.4 302.2

Instrumentaţie

SIGMA

Instrument SIGMA

Telescopul dur SIGMA cu raze X și cu energie redusă gamma a fost o colaborare între CESR (Toulouse) și CEA (Saclay). A acoperit domeniul energetic 35–1300 keV, cu o suprafață efectivă de 800 cm 2 și un câmp vizual de maximă sensibilitate de ~ 5 ° × 5 °. Rezoluția unghiulară maximă a fost de 15 arcmin. Rezoluția energetică a fost de 8% la 511 keV. Capacitățile sale de imagine au fost derivate din asocierea unei măști codate și a unui detector sensibil la poziție bazat pe principiul camerei Anger.

ART-P

Instrument ART-P

Telescopul cu raze X ART-P a fost responsabilitatea IKI din Moscova . Instrumentul acoperea gama de energie de la 4 la 60 keV pentru imagistică și de la 4 la 100 keV pentru spectroscopie și sincronizare. Existau patru module identice ale telescopului ART-P, fiecare constând dintr-un contor proporțional cu mai multe fire sensibil la poziție (MWPC) împreună cu o mască codificată URA. Fiecare modul are o suprafață efectivă de aproximativ 600 cm 2 , producând un câmp vizual de 1,8 ° cu 1,8 °. Rezoluția unghiulară a fost de 5 arcmin ; rezoluțiile temporale și energetice au fost de 3,9  ms și, respectiv, 22% la 6 keV. Instrumentul a obținut o sensibilitate de 0,001 a sursei nebuloasei Crab (= 1 "mCrab") într-o expunere de opt ore. Rezoluția maximă a timpului a fost de 4 ms.

ART-S

Spectrometrul cu raze X ART-S, construit tot de IKI, acoperea gama de energie de la 3 la 100 keV. Câmpul său vizual era de 2 ° cu 2 °. Instrumentul consta din patru detectoare bazate pe MWPC-uri spectroscopice , realizând o suprafață efectivă de 2.400 cm 2 la 10 keV și 800 cm 2 la 100 keV. Rezoluția timpului a fost de 200 microsecunde .

PHEBUS

Experimentul PHEBUS a fost proiectat de CESR (Toulouse) pentru a înregistra evenimente tranzitorii cu energie ridicată în intervalul 100 keV până la 100 MeV. Acesta consta din doi detectori independenți și electronica lor asociată . Fiecare detector a constat dintr-un cristal de germanat de bismut (BGO) de 78 mm diametru pe 120 mm grosime, înconjurat de o manta din plastic anti-coincidență. Cei doi detectori au fost aranjați pe nava spațială astfel încât să observe 4 π steradieni . Modul rafală a fost declanșat atunci când rata de numărare în intervalul de energie de la 0,1 la 1,5 MeV a depășit nivelul de fundal cu 8 sigma în 0,25 sau 1,0 secunde. Existau 116 canale de energie.

CEAS

Începând din ianuarie 1990, patru instrumente WATCH, proiectate de Institutul Danez de Cercetare Spațială , erau în funcțiune pe observatorul Granat. Instrumentele ar putea localiza surse luminoase în intervalul de la 6 la 180 keV la 0,5 ° folosind un colimator de modulare a rotației . Luate împreună, cele trei câmpuri de vedere ale instrumentelor acopereau aproximativ 75% din cer. Rezoluția energetică a fost de 30% FWHM la 60 keV. În perioadele de liniște, ratele de numărare în două benzi de energie (6 - 15 și 15 - 180 keV) au fost acumulate timp de 4, 8 sau 16 secunde, în funcție de disponibilitatea memoriei computerului de la bord. În timpul unei explozii sau a unui eveniment tranzitoriu, ratele de numărare au fost acumulate cu o rezoluție de timp de 1 secundă la 36 de canale de energie.

KONUS-B

Instrumentul KONUS-B, proiectat de Institutul Fizico-Tehnic Ioffe din Sankt Petersburg , a constat din șapte detectoare distribuite în jurul navei spațiale care au răspuns la fotoni cu energie de 10 keV la 8 MeV. Acestea au fost formate din cristale scintilatoare NaI (Tl) cu diametrul de 200 mm și grosimea de 50 mm în spatele unei ferestre de intrare Be . Suprafețele laterale au fost protejate de un strat de plumb gros de 5 mm. Pragul de detectare a exploziei a fost de 500 până la 50 de microjoule pe metru pătrat (5 × 10 -7 până la 5 × 10 -8 erg / cm 2 ), în funcție de spectrul de explozie și timpul de creștere . Spectrele au fost luate în două analizoare de înălțime a impulsurilor cu 31 de canale (PHA), dintre care primii opt au fost măsurați cu rezoluție de timp de 1/16 s, iar restul cu rezoluții de timp variabile în funcție de rata de numărare. Gama de rezoluții acoperea 0,25-8 secunde.

Instrumentul KONUS-B a funcționat din 11 decembrie 1989 până în 20 februarie 1990. În această perioadă, timpul de „pornire” pentru experiment a fost de 27 de zile. Au fost detectate aproximativ 60 de rachete solare și 19 explozii de raze gamma cosmice.

TOURNESOL

Instrumentul francez TOURNESOL consta din patru contoare proporționale și doi detectori optici . Contoarele proporționale au detectat fotoni între 2 keV și 20 MeV într-un câmp vizual de 6 ° cu 6 °. Detectoarele vizibile aveau un câmp vizual de 5 ° cu 5 °. Instrumentul a fost conceput pentru a căuta omologi optici ai surselor de explozie de mare energie, precum și pentru a efectua analize spectrale ale evenimentelor de mare energie.

Rezultate științifice

De-a lungul primelor patru ani de observații dirijate, Granat observate multe surse de raze X galactici și extra-galactice cu accent pe imagistica profunda si spectroscopia a centrului galaxiei , observații largi banda de gaură neagră candidați și nove cu raze X . După 1994, observatorul a fost trecut în modul de supraveghere și a efectuat un sondaj sensibil în cer în banda de energie de 40 până la 200 keV.

Câteva dintre cele mai importante momente includ:

  • O imagine foarte profundă (mai mult de 5 milioane de secunde) a regiunii centrului galactic.
  • Descoperirea de electroni - pozitroni linii de anihilare din centrul galactic microquasar 1E1740-294 și X-ray Nova Muscae .
  • Studiul spectrelor și variabilității timpului candidaților la gaura neagră.
  • Pe parcursul a opt ani de observații, Granat a descoperit vreo douăzeci de surse noi de raze X, adică găuri negre candidate și stele de neutroni . În consecință, denumirile lor încep cu „GRS” care înseamnă „sursă GRANAT”. Exemple sunt GRS 1915 + 105 (primul microquasar descoperit în galaxia noastră ) și GRS 1124-683 .

Impactul dizolvării Uniunii Sovietice

După sfârșitul Uniunii Sovietice , au apărut două probleme pentru proiect. Primul era de natură geopolitică: principalul centru de control al navei spațiale era situat la instalația Yevpatoria din regiunea Crimeea . Acest centru de control a fost semnificativ în programul spațial sovietic, fiind unul dintre singurele două din țară echipate cu o antenă de antenă de 70 m . Odată cu destrămarea Uniunii, regiunea Crimeea a devenit parte a Ucrainei nou independente și centrul a fost pus sub control național ucrainean, ceea ce a determinat noi obstacole politice.

Cu toate acestea, principala și cea mai urgentă problemă a fost găsirea de fonduri pentru a sprijini continuarea funcționării navei spațiale pe fondul crizei cheltuielilor din Rusia post-sovietică. Agenția spațială franceză , care a contribuit deja semnificativ la proiect (atât din punct de vedere științific, cât și financiar), și-a asumat finanțarea continuă a operațiunilor continue.

Vezi si

Referințe

Domeniu public Acest articol încorporează  materiale din domeniul public de pe site-uri web sau documente ale Administrației Naționale Aeronautice și Spațiale .

linkuri externe