콤프턴 감마선 관측소

Compton Gamma Ray Observatory
콤프턴 감마선 관측소
CGRO s37-96-010.jpg
1991년에 도입된 CGRO
미션 타입천문학
교환입니다.NASA
COSPAR ID1991-027B Edit this at Wikidata
새캣21225
웹 사이트cossc.gsfc.nasa.gov
미션 기간9년 2개월
우주선 속성
제조원TRW 주식회사
발사 질량17,000kg(37,000파운드)
힘2000.0 와트
임무 개시
발매일1991년 4월 5일 14:22:45(1991-04-05)UTC 14:22:45Z) UTC
로켓우주왕복선 아틀란티스
STS-37
발사장소케네디 LC-39B
임무 종료
붕괴일자2000년 6월 4일 23:29:55 (2000-06-04)UTC 23:29:56) UTC
궤도 파라미터
레퍼런스 시스템지구 중심
정권로우 어스
편심0.006998
근지 고도362km(132mi)
아포기 고도457km(284mi)
기울기28.4610도
기간91.59분
랜68.6827도
에폭1991년 4월 7일 18:37:00 UTC
메인 망원경(4개)
유형섬광 검출기
초점 거리악기에 따라 다르다
집하 영역악기에 따라 다르다
파장X-선 대 µ선, 20 keV – 30 GeV(오후 40시 – 오전 60시)
인스트루먼트
BATSE, OSE, COMPTEL, EGRET
천문대를 지구 궤도로 운반하는 아틀란티스 발사(STS-37)
우주왕복선 베이에 있는 우주인 제이 아파트는 관측소가 부분적으로 배치되었지만 여전히 우주왕복선의 로봇 팔에 연결되어 있다.

콤프턴 감마선 관측소(CGRO)는 1991년부터 2000년까지 지구 궤도에서 20 keV에서 30 GeV까지의 에너지를 가진 광자를 검출한 우주 관측소였다.이 천문대는 X선과 감마선을 가리는 4개의 주요 망원경을 한 대의 우주선에 탑재했으며, 여기에는 다양한 특수 서브 기구와 검출기가 포함되어 있다.14년간의 노력 끝에, 이 천문대는 1991년 4월 5일 STS-37 기간 동안 우주왕복선 아틀란티스호에서 [3]발사되어 2000년 6월 4일까지 운영되었다.그것은 밴 앨런 방사선 벨트를 피하기 위해 450 km (280 mi)의 지구 저궤도에 배치되었다.그것은 17,000 킬로그램 (37,000파운드)으로 그 당시 비행한 천체물리학적 적재물 중 가장 무거웠다.

6억 1천 [4]7백만 달러가 든 CGRO는 허블 우주 망원경, 찬드라 X선 천문대, 스피처 우주 [5]망원경과 함께 나사의 "위대한 천문대" 시리즈의 일부였다.그것은 허블 우주 망원경에 이어 우주로 발사된 두 번째 시리즈였다.CGRO는 미국 물리학자이자 세인트 워싱턴 대학의 전 총장인 아서 콤프턴의 이름을 따서 명명되었다. 감마선 물리학에 관한 공로로 노벨상을 받은 루이스.CGRO는 캘리포니아주 레돈도 비치에 있는 TRW(현 Northrop Grumman Aerospace Systems)에 의해 구축되었습니다.CGRO는 국제적인 협력이었고 유럽 우주국과 여러 대학, 그리고 미국 해군 연구소에서 추가 기부를 했다.

CGRO의 후속으로는 ESA INTERIAL 우주선 (2002년 발사), NASA의 Swift Gamma-Ray Burst Mission (2004년 발사), ASI GAIL (위성) (2007년 발사), NASA의 Fermi Gamma-Ray Space Telescope (2008년 발사)가 있으며, 모두 2019년 현재 운영 중이다.

인스트루먼트

CGRO는 스펙트럼 에너지 커버리지를 증가시키는 순서대로 20keV에서 30GeV(0.02MeV에서 30000MeV)까지 전례 없는 6차 전자파 스펙트럼을 포괄하는 4가지 기기의 보완물을 운반했다.

밧세

NASA의 마셜 우주 비행 센터에 의한 폭발 및 과도 선원 실험 (BATSE)은 감마선 폭발을 위해 하늘을 수색했고 (20에서 600 keV 이상) 장수 선원에 대한 풀 스카이 조사를 실시했습니다.그것은 8개의 동일한 검출기 모듈로 구성되었고, 각 위성 [6]모서리에 하나씩 있었다.각 모듈은 20 keV - ~ 2 MeV 범위, dia 50.48 cm x 1.27 cm 두께 및 12.7 cm x 7.62 cm 두께의 NaI 분광기 검출기를 모두 커버하는 NaI(Tl) Large Area Detector(LAD)와 플라스틱 섬광기로 둘러싸인 8 MeV까지 상부 에너지 범위를 확장했다.우주선과 갇힌 방사능 때문에요LAD 속도가 갑자기 증가하여 고속 데이터 저장 모드가 트리거되었으며, 버스트에 대한 자세한 내용은 나중에 원격 측정으로 읽어낼 수 있습니다.9년간의 CGRO 임무 동안 폭발은 일반적으로 하루에 약 1회 정도의 속도로 감지되었습니다.강한 버스트는 ~0.1초에서 약 100초까지의 시간 간격 내에 수천 개의 감마선을 관측할 수 있다.

OSSE

Naval Research Laboratory의 Oriented Flashation Spectrometer Experiment(OSE; 지향성 섬광 분광계 실험)는 4개의 검출기 모듈 중 하나의 시야에 진입하는 감마선을 검출했다. 이는 개별적으로 가리킬 수 있으며 0.05 - 10 MeV 범위에서 유효했다.각 검출기에는 직경 303mm의 NaI(Tl) 12인치(102mm) 두께의 중앙 섬광 분광계 결정이 있으며, 후면에서 포스위치 ie로 작동되는 7개의 광전자 증배관에 의해 유사한 직경의 3인치(76.2mm) 두께 CsI(Na) 결정과 광학적으로 결합되었다.e 시간(~1μs) 펄스. 이는 더 빠른(~0.25μs) 펄스를 생성하는 전면의 순수 NaI 이벤트와 전자적으로 구별할 수 있습니다.따라서 CsI 배면 크리스탈은 후방에서 발생하는 이벤트를 거부하면서 능동적인 반충돌 방어막 역할을 했다.또 다른 배럴 형태의 CsI 실드는 전자 반비교로 측면 중앙 검출기를 둘러싸고 측면 또는 대부분의 전방 시야(FOV)에서 감마선과 하전 입자를 배제하는 거친 콜리메이션을 제공했다.외부 CsI 배럴 내의 텅스텐 슬랫 콜리메이터 그리드에 의해 보다 미세한 각도 콜리메이션이 제공되었으며, 이 그리드는 3.8° x 11.4° FWHM 직사각형 FOV에 대한 응답을 콜리메이션했다.각 모듈의 전면을 가로지르는 플라스틱 섬광기는 전면에서 들어오는 하전 입자를 거부하였다.네 개의 검출기는 일반적으로 두 개씩 짝을 이루어 작동했다.감마선 선원을 관찰하는 동안 한 검출기는 선원을 관찰하고 다른 검출기는 선원을 약간 벗어나 배경 수준을 측정할 수 있다.두 개의 검출기는 일상적으로 역할을 바꿔서 선원과 배경 모두를 더 정확하게 측정할 수 있게 한다.기기는 초당 약 2도의 속도로 슬루할 수 있습니다.

컴퓨터

맥스 플랑크 외계물리연구소, 뉴햄프셔대, 네덜란드 우주연구소, ESA 천체물리학부의 영상 콤프턴 망원경(COMPTEL)은 0.75-30MeV 에너지 범위에 맞춰 광자의 도달 각도를 에너지 범위 내에서 5% 범위 내에서 측정했다.더 높은 에너지로.그 기구는 스테라디안 한 명의 시야를 가지고 있었다.우주 감마선 이벤트의 경우, 실험은 전면 및 후면 섬광기 세트에서 거의 동시에 두 개의 상호작용을 필요로 했다.감마선은 반동 전자에 주어진 상호작용 에너지1 E가 측정되는 전방 검출기 모듈에서 콤프턴 산란되며, 콤프턴 산란 광자는 총 에너지 E가2 측정되는 후방 섬광기의 두 번째 층 중 하나에 포착된다.이 두 에너지 E와12 E로부터 입사 광자의 총 에너지 E1 + E와2 함께 콤프턴 산란 각도 θ를 결정할 수 있다.전면과 후면 섬광기 모두에서 상호작용의 위치도 측정되었다.두 상호 작용 지점을 연결하는 벡터 V는 하늘로 향하는 방향과 이 방향에 대한 각도 θ를 결정하며, 광자의 선원이 있어야 하는 V에 대한 원뿔과 그에 상응하는 "사건 원"을 하늘에 정의했다.두 상호작용 간의 거의 일치에 대한 요구와 수 나노초의 정확한 지연으로 인해 대부분의 백그라운드 생성 모드가 강력하게 억제되었습니다.많은 사건 에너지와 사건 서클의 수집으로부터 광자속 및 스펙트럼과 함께 선원의 위치 지도를 결정할 수 있었다.

백로

인스트루먼트
기구 관찰
밧세 0.02 ~ 8 MeV
OSSE 0.05 ~ 10 MeV
컴퓨터 0.75~30 MeV
백로 20 ~ 30,000 MeV
주요 기사:에너지 감마선 실험 망원경

에너지 감마선 실험 망원경(EGRET)은 높은 에너지(20 MeV - 30 GeV) 감마선 선원 위치를 1도의 극히 일부까지, 광자 에너지는 15% 이내로 측정했다.EGRET는 NASA 고다드 우주 비행 센터, 맥스 플랑크 외계 물리학 연구소, 스탠포드 대학에 의해 개발되었다.검출기는 검출기에서 상호작용하는 고에너지 광자에서 전자-양전자 쌍 생성 원리에 따라 작동했다.생성된 고에너지 전자와 양전자의 궤적은 검출기 체적 내에서 측정되었으며, 두 개의 새로운 입자의 V 축은 하늘에 투영되었다.마지막으로, 기기 후면의 대형 열량계 섬광 검출기에서 총 에너지가 측정되었다.

결과.

콤프턴 감마선 관측소에서 20 MeV 이상의 감마선으로 본 달.이것들은 우주선의 표면 충격에 의해 생성된다.태양은 우주선의 목표물 역할을 하기에는 원자번호가 높은 비슷한 표면이 없기 때문에 태양 핵융합과 [7]같은 1차 핵반응에서 나오기엔 너무 높은 에너지를 전혀 볼 수 없다.

기본 결과

  • EGRET 계측기가 최초로 100MeV 이상의 전천후 조사를 실시했습니다.4년간의 데이터를 사용하여 271개의 출처를 발견했으며, 그 중 170개는 확인되지 않았다.
  • COMPTEL 계측기는 Al(알루미늄의 방사성 동위원소)의 전체 스카이 맵을 완성했다.
  • 이 OSSE 장치는 은하 중심에 대한 가장 포괄적인 조사를 완료했으며, 중심 위에서 반물질 "구름" 가능성을 발견했습니다.
  • BATSE 계측기는 하루 평균 1회의 감마선 버스트 이벤트 검출을 통해 총 약 2700회의 검출을 수행했다.이는 감마선 폭발의 대부분이 우리 은하수 근처가 아닌 먼 은하에서 발생하므로 엄청난 에너지가 있어야 한다는 것을 분명히 보여주었다.
  • 처음 4개의 연질 감마선 리피터의 발견. 이러한 선원은 대부분 100 keV 미만으로 비교적 약했으며, 예측할 수 없는 활동 기간과 비활성 기간이 있었다.
  • GRB를 2개의 타임프로파일로 분할합니다.2초 미만의 단시간 GRB와 이보다 긴 장시간 GRB입니다.

GRB 990123

주요 기사: GRB 990123

감마선 폭발 990123(1999년 1월 23일)은 당시 기록된 가장 밝은 폭발 중 하나였으며, 즉각적인 감마선 방출(역충격 섬광) 중에 광학 잔광이 관측된 최초의 GRB였다.이를 통해 천문학자들은 1.6의 적색편이와 3.2 Gpc의 거리를 측정할 수 있었다.감마선 폭발의 측정된 에너지와 거리를 조합하여 등방성 폭발을 가정한 총 방출 에너지를 추론할 수 있었고, 결과적으로 약 두 개의 태양 질량을 에너지로 직접 변환했다.이것은 마침내 GRB 잔광이 고도로 시준된 폭발로 인해 발생하였고, 이는 필요한 에너지 예산을 크게 감소시켰다는 것을 지역사회에 확신시켰다.

기타 결과

역사

제안
일은 1977년에 시작되었다.
자금 조달 및 개발
CGRO는 궤도 내 주유/[8]서비스용으로 설계되었습니다.
시공 및 테스트
기동 및 시운전
1991년 4월 7일 출시.발사 직후 연료관 문제가 발견되어 잦은 궤도 재시동을 방해했다.
통신
데이터 테이프 레코더 손실 및 경감
1992년에 온보드 데이터 레코더가 고장나 다운링크할 수 있는 데이터의 양이 감소했습니다.또 다른 TDRS 지상국은 데이터 [9]수집의 격차를 줄이기 위해 건설되었다.

궤도 재부스트

콤프턴 감마선 관측소는 1991년 지구 궤도에 우주왕복선 아틀란티스로부터 전개되고 있다.

그것은 처음 [10]발사된 1991년 4월 7일에 450km의 고도에 배치되었다.시간이 지남에 따라 궤도는 붕괴되었고 [10]대기권 진입을 원하는 시간보다 빨리 막기 위해 재상승이 필요했다.1993년 10월 고도 340km에서 450km로, 1997년 6월 고도 440km에서 515km로 두 차례 재추진돼 [10]2007년까지 운행될 가능성이 있다.

의도적/제어적 디오비트

1999년 12월 3개의 자이로스코프 중 하나가 고장난 후, 천문대는 의도적으로 궤도를 이탈했다.당시 관측소는 여전히 가동 중이었지만, 또 다른 자이로스코프의 고장으로 인해 탈궤도가 훨씬 더 어렵고 위험했을 것이다.몇 가지 논란과 함께, 나사는 대중의 안전을 위해 통제된 추락이 우주선이 [4]무작위로 추락하도록 놔두는 것보다 더 낫다고 결정했다.그것은 2000년 6월 4일 지구 대기권에 진입하여 타지 않은 잔해들('1,800파운드 알루미늄 I 빔 6개 및 5,000개 이상의 볼트 포함 티타늄 부품')이 태평양으로 [11]떨어졌다.

이 궤도 이탈은 나사가 의도적으로 제어한 인공위성의 첫 궤도 이탈이다.[12] (Skylab도 참조)

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ "NASA – NSSDCA – Spacecraft – Details". nssdc.gsfc.nasa.gov. Retrieved 2018-04-30.
  2. ^ "NASA – NSSDCA – Spacecraft – Trajectory Details". nssdc.gsfc.nasa.gov. Retrieved 2018-04-30.
  3. ^ "Gamma-Ray Astronomy in the Compton Era: The Instruments". Gamma-Ray Astronomy in the Compton Era. NASA/ GSFC. Archived from the original on 2009-02-24. Retrieved 2007-12-07.
  4. ^ a b "Spaceflight Now CGRO Deorbit NASA space telescope heads for fiery crash into Pacific". spaceflightnow.com.
  5. ^ Barry Logan : MSFC, Kathy Forsythe : MSFC. "NASA – NASA's Great Observatories". www.nasa.gov.
  6. ^ BATSE 게스트 조사자 프로그램
  7. ^ "CGRO SSC >> EGRET Detection of Gamma Rays from the Moon". heasarc.gsfc.nasa.gov.
  8. ^ NASA는 End Compton Gamma Ray Observatory의 미션 카울링에 대한 파괴적 재진입 계획을 준비한다.2000년 1월
  9. ^ 1994년 3월 - 감마선 관측소 원격단말시스템(GRTS) 가동 선언
  10. ^ a b c "CGRO SSC >> Successful Reboost of Compton Gamma Ray Observatory". heasarc.gsfc.nasa.gov.
  11. ^ "Satellite Marked for Extinction Plunges Into the Sea, on Target (Published 2000)". The New York Times. Associated Press. June 5, 2000.
  12. ^ "Entry Debris Field estimation methods and application to Compton Gamma Ray Observatory" (PDF). Mission Operations Directorate Nasa Johnson Space Center.

외부 링크

위키미디어 공용에는 콤프턴 감마선 관측소와 관련된 매체가 있다.