라마티 고에너지 태양 분광기

Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager
라마티 고에너지 태양 분광기
Rhessi.jpg
태양을 관측하는 RHESSI 우주선
이름익스플로러 81
헤시
고에너지 태양 분광 이미저
밧세시
SMEX-6
미션 타입태양 관측소
교환입니다.NASA/우주과학연구소
COSPAR ID2002-004a Edit this at Wikidata
새캣27370
웹 사이트밧세시
미션 기간2년 (예정)
16년 6개월 10일 (표준)
우주선 속성
우주선익스플로러 LXXXi
우주선 종류라마티 고에너지 태양 분광기
버스밧세시
제조원스펙트럼 아스트로 주식회사[1]
발사 질량293 kg (646파운드)
치수2.16 × 5.76 m (7피트 1인치 × 18피트 11인치)
힘414 와트
임무 개시
발매일2002년 2월 5일 20:58:12[3] UTC
로켓페가수스 XL (F31)
발사장소스타가저 케이프 커내버럴
청부업자오비탈 사이언스 코퍼레이션
입력 서비스2002
임무 종료
비활성화됨2018년 8월 16일
마지막 연락처2018년 4월 11일
붕괴일자2022년 (예정)
궤도 파라미터
레퍼런스 시스템지구 중심 궤도[5]
정권지구 저궤도
근지 고도579 km (360 mi)
아포기 고도607 km (377 mi)
기울기38.04°
기간96.50분
주 망원경
유형코드화된 조리개 마스크
초점 거리1.55 m (5 피트 1 인치)
집하 영역150cm2(23평방인치)
파장X선/ 감마선(γ선)
결의안최대 100 keV까지 2초
7 초 최대 400 keV
1MeV보다 36초 높음
인스트루먼트
라마티 고에너지 태양 분광 이미저(RHESSI)
HESSI logo.jpg
HESSI 미션 패치
익스플로러 프로그램
← WMAP (익스플로러 80)
CHIPs(탐색기 82) →

라마티 고에너지 태양 분광 이미저(RHESSI, 원래 고에너지 태양 분광 이미저 또는 HESI 또는 익스플로러 81)는 NASA의 태양 플레어 관측소이다.1997년 10월에 선정되어 2002년 2월 5일 20:58:12 UTC에 발사된 소형 탐색기 프로그램(SMEX)의 여섯 번째 임무였다.그것의 주된 임무는 태양 플레어에서의 입자 가속과 에너지 방출의 물리학을 탐구하는 것이었다.

우주선

HESI는 2002년 3월 29일 고에너지 태양물리학 분야의 선구자인 라마티 박사를 기리기 위해 RHESSI로 개명했다.RHESSI는 NASA [7]과학자의 이름을 딴 최초의 우주 임무였다.RHESI는 고다드 우주 비행 센터를 위해 Spectrum Astro에 의해 건설되었고 캘리포니아 버클리 우주 과학 연구소에 의해 운영되었다.2002년부터 2012년까지의 주요 조사자는 Robert Lin으로 Sam Krucker가 [8]뒤를 이었다.

필요한 신호 변조를 제공하기 위해 우주선 전체가 회전했다.4개의 고정된 태양 전지판은 태양 벡터에 대한 회전을 안정시키기에 충분한 자이로스코프 모멘트를 제공하도록 설계되었다.이것은 태도 조절의 필요성을 크게 제거했다.계기 검출기는 9개의 고순도 게르마늄 결정이었다.각각은 기계식 극저온 냉각기에 의해 극저온으로 냉각되었다.게르마늄은 광전 효과에 의한 검출뿐만 아니라 들어오는 광선의 전하 증착을 통한 고유 분광학도 제공했다.크리스털은 저전도성 스트랩으로 크라이오스탯에 수용됩니다.관 모양의 망원경 구조가 우주선의 대부분을 형성했다.그 목적은 콜리메이터를 Ge 결정 위의 알려진 고정 위치에 고정하는 것이었다.

위성 버스는 구조 및 메커니즘, 전원 시스템(배터리, 태양 전지판 및 제어 전자 장치 포함), 자세 제어 시스템, 열 제어, 명령 및 데이터 처리(C&DH) 및 통신으로 구성됩니다.여기에 표시된 우주선 구조는 망원경과 다른 부품에 대한 지원을 제공합니다.알루미늄 부품으로 제작되어 가볍지만 튼튼합니다.장비 플랫폼은 무게를 더욱 줄이기 위해 벌집 구조로 되어 있습니다.이 우주선은 애리조나 주 길버트에서 Spectrum Astro, Inc.[9]에 의해 제작되었다.

영상 망원경 어셈블리는 망원경 튜브, 그리드 트레이, SAS(태양각 시스템) 및 RAS(롤 각도 시스템)로 구성됩니다.그것은 스위스의 Paul Scherrer Institute에서 제작, 조립, 정렬 및 테스트되었습니다.전면 및 후면 그리드 트레이는 텔레스코프 튜브에 부착됩니다.트레이의 분리 및 정렬을 유지합니다.9개의 그리드가 텔레스코프 튜브의 양 끝에 있는 그리드 트레이에 장착되어 있습니다.그리드 쌍은 우주선이 망원경의 축을 중심으로 회전할 때 검출기로의 태양 플레어 X선과 감마선 방출의 전달을 조절한다.9개의 검출기의 변조 계수율은 지상의 컴퓨터에서 서로 다른 에너지 대역의 태양 플레어 이미지를 구성하기 위해 사용된다.5개의 굵은 격자(사각형)는 네덜란드의 Van Beek Consultancy에 의해 구축되었습니다.4개의 미세 그리드(원형)는 매사추세츠의 Thermo Electron Tecomet에 의해 구축되었습니다.모든 그리드는 Goddard Space Flight Center에서 광학적으로나 X-ray로 특성을 파악한 후 Paul Scherrer 연구소로 보내져 영상 망원경 [9]어셈블리에 통합되었습니다.

분광계에는 망원경의 9개 그리드 쌍 뒤에 위치한 9개의 게르마늄 검출기가 포함되어 있습니다.이 인공적으로 성장한 크리스탈은 1조분의 1이 넘는 순도로 Perkin Elmer Instruments의 ORTEC 사업부에 의해 제조되었습니다.극저온 온도로 냉각되고 고전압(최대 4000V)이 가해지면 들어오는 X선과 감마선을 전류 펄스로 변환합니다.전류의 양은 광자의 에너지에 비례하며 캘리포니아 버클리 소재 로렌스 버클리 국립 연구소와 우주 과학 연구소에서 설계된 민감한 전자 장치로 측정됩니다.검출기는 전기 기계식 극저온 냉각기(SunPower Inc.에 의해 제조되고 Goddard Space Flight Center에서 인증된 비행)로 냉각된다.필요한 작동 온도 -198°C(-324.4°F) 또는 절대 영점보다 75° 높은 온도로 유지합니다.

미션 컨셉

RHESSI는 연 X선(최대 3 keV)에서 감마선(최대 20 MeV)까지 에너지 광자에서 태양 플레어를 촬영하고 최대 20 MeV의 감마선 에너지까지 고해상도 스펙트럼 분석을 제공하도록 설계되었다.또한 높은 스펙트럼 분해능으로 공간 분해 스펙트럼 분석을 수행할 수 있었다.

과학적 목적

연구원들은 플레어 동안 방출되는 에너지의 많은 부분이 매우 높은 에너지로 가속되는 데 사용된다고 믿는다. 전자 (주로 X선을 방출) 그리고 양성자와 다른 이온 (주로 감마선을 방출)RHESSI 임무의 새로운 접근법은 처음으로 고해상도 X선과 감마선의 고해상도 영상을 고해상도 스펙트럼 분석과 결합하여 영상의 각 지점에서 상세한 에너지 스펙트럼을 얻을 수 있도록 하는 것이었다.이 새로운 접근법은 연구자들이 이 입자들이 어디에서 가속되는지 그리고 어떤 에너지에 대해 알아낼 수 있게 해주었다.이러한 정보는 태양 플레어 문제의 핵심에 있는 근본적인 고에너지 과정에 대한 이해를 증진시킬 것이다.

RHESSI의 주요 과학적 목표는 플레어 동안 태양 대기의 자화 플라즈마에서 일어나는 다음과 같은 과정을 이해하는 것이었다.

  • 충격 에너지 방출
  • 입자 가속
  • 입자 및 에너지 수송

이러한 고에너지 과정은 자기권에서부터 활동 은하에 이르는 우주의 모든 장소에서 주요한 역할을 합니다.결과적으로, 이러한 과정을 이해하는 것의 중요성은 태양 물리학 분야를 초월합니다; 그것은 우주 물리학과 천체 물리학의 주요 목표 중 하나입니다.

관심 높은 에너지 프로세스는 다음과 같습니다.

  • 불안정한 자기 구성에 저장된 에너지의 빠른 방출
  • 이 에너지가 뜨거운 플라즈마 및 가속 입자(주로 전자, 양성자 및 이온)의 운동 에너지로 동일하게 빠르게 변환됨
  • 이 입자들의 태양 대기를 통과하여 행성간 우주로 운반하는 것
  • 태양 대기권의 후속 가열

이러한 프로세스에는 다음이 포함됩니다.

  • 많은 GeV에 대한 입자 에너지
  • 수천, 심지어 수억도의 온도
  • 1평방센티미터당 1억 입자의 낮은 밀도
  • 수만 킬로미터에 달하는 공간 축척과
  • 자기 억제 시간(초에서 시간)

지구의 실험실에서 이러한 상태를 재현하는 것은 불가능하다.

전자의 가속은 하드 X선과 감마선 브레이스스트렁에 의해 드러나는 반면 양성자와 이온의 가속은 감마선 선과 연속체에 의해 드러난다.태양의 근접성은 이러한 고에너지 방출이 다른 우주 원천보다 훨씬 강렬할 뿐만 아니라 공간적으로나 시간적으로나 더 잘 해결될 수 있다는 것을 의미한다.

이미징

X선은 쉽게 반사되거나 굴절되지 않기 때문에 X선으로 촬영하는 것은 어렵습니다.이 문제에 대한 한 가지 해결책은 X선을 선택적으로 차단하는 것입니다.들어오는 광자의 방향에 따라 X선이 차단되면 영상을 재구성할 수 있습니다.RHESSI의 이미징 기능은 거울 및 렌즈와 달리 9개의 회전 변조 콜리메이터(RMC) 세트를 사용하는 푸리에 변환 기술에 기반했습니다.각 RMC는 넓은 간격의 미세 스케일 선형 그리드 두 세트로 구성되었습니다.우주선이 회전하면서, 이 그리드들은 제 시간에 광자 신호를 변조하는 태양으로부터 오는 모든 X선을 차단하고 차단 해제했다.변조는 공간 정보가 시간 영역에 저장되었기 때문에 RMC 뒤에 배치된 공간 분해능이 없는 검출기로 측정할 수 있었다.단일 RMC에 대한 반회전 이상의 변조 패턴은 작은 범위의 공간 소스 치수에 대한 전체 각도 방향의 많은 공간 푸리에 구성요소의 진폭과 위상을 제공했습니다.각각 슬릿 폭이 다른 여러 RMC는 모든 플레어 소스 크기를 커버했습니다.그런 다음 이미지는 정확한 수학적 유추로 측정된 푸리에 성분 집합에서 다중 기준 무선 간섭계로 재구성되었다.RHESI는 X선 에너지에서 ~4 keV ~ 100 keV, 7 ~ 400 keV, 1 MeV 이상의 감마선 라인과 연속체 방출에 36 초의 공간 분해능을 제공했다.

RHESSI는 또한 태양에서 벗어난 방향에서 오는 감마선을 볼 수 있다.보다 에너지 있는 감마선은 우주선 구조를 통과하여 모든 각도에서 검출기에 영향을 미쳤다.이 모드는 감마선 버스트(GRB)를 관찰하는 데 사용되었습니다.들어오는 감마선은 그리드에 의해 변조되지 않으므로 위치 및 영상 정보는 기록되지 않습니다.그러나 검출기에 전면과 후면 픽업이 있다는 사실로 인해 여전히 대략적인 위치가 도출될 수 있다.또한 폭발물 근처에 있는 탐지기는 폭발물로부터 떨어진 탐지물을 보호했다.9개의 결정 주위의 신호 강도를 앞뒤로 비교하면 공간에 대략적인 2차원 위치를 얻을 수 있습니다.

검출기 적중물의 고해상도 타임스탬프와 조합하면 RHESI 솔루션을 지상에서 IPN(행성간 네트워크)의 다른 우주선과 상호 참조할 수 있어 훌륭한 솔루션을 제공할 수 있다.게르마늄 결정 어셈블리의 넓은 면적과 높은 민감도로 인해 RHESI는 가공할 IPN 성분이 되었습니다.다른 우주선이 폭발 위치를 제공할 수 있더라도 RHESSI만큼 (시간과 에너지 모두에서) 폭발의 고품질 스펙트럼을 제공할 수 있는 우주선은 거의 없다. 그러나 시준된 시야에서 태양 근처에서 GRB가 발생한 경우는 드물다.그리드는 완전한 정보를 제공하였고, RHESSI는 IPN 상관관계가 없어도 미세한 GRB 위치를 제공할 수 있었습니다.

실험.

라마티 고에너지 태양 분광 이미저(RHESSI)

RHESSI는 고해상도 태양 플레어에서 X선과 감마선을 촬영하기 위한 것이다.X선과 감마선은 약 1 keV의 에너지 분해능과 불과 몇 초의 아크의 공간 분해능으로 3 keV-20 MeV의 에너지 범위를 포괄한다.이미지는 태양을 가리키는 튜브의 회전 축에 평행하게 설치된 텅스텐 또는 폭 9cm(3.5인치)의 몰리브덴 와이어 그리드의 9쌍(다른 한 쌍 뒤에 1.5m(4ft 11인치) 간격)이 포함된 45 × 170cm(18 × 67인치) 튜브에 의해 수행됩니다.우주선이 15rpm의 속도로 회전할 때 튜브는 축을 중심으로 회전한다.자전하는 동안 태양의 어느 지점에서든 광자는 그리드 쌍을 통과하거나 그리드 중 하나 또는 다른 그리드에 의해 차단될 수 있다.이것은 그 지점에서 나오는 광자의 강도를 조절하는 원인이 된다.변조 깊이는 스핀축을 따라 정확히 도달하는 광자의 경우 0이며, 축 외 광자로 점차 증가합니다.각 그리드 페어 뒤에는 직경 7.1cm, 두께 8.5cm(3.3인치)의 극저온(75K) 게르마늄 검출기가 있다.주어진 에너지에서 9개의 검출기 각각으로부터의 출력을 푸리에 분석하여 태양에서 확장된 소스 영역의 완전한 2차원 공간 스펙트럼을 제공할 수 있다.각 와이어 그리드 쌍은 슬릿 폭, 간격 및 와이어 두께가 다르기 때문에 전체 공간 스펙트럼이 가능합니다.데이터 축적량은 10분 회전 시 약 16Gb입니다.원격 측정 데이터는 버클리(캘리포니아), 월롭스 비행시설(WFF), 버지니아, 산티아고, 칠레, 독일 바일하임에서 수집되었다.데이터의 과학 분석은 많은 전용 지상 및 위성 기반 태양 관측소와의 긴밀한 협업을 수반했다.RHESSI의 두 번째 목표는 게 [10]성운과 같은 천문학적 근원을 관측하는 것입니다.

결과.

RHESSI의 관측은 태양 플레어, 특히 플레어의 고에너지 과정에 대한 우리의 관점을 변화시켰다.RHESSI의 관찰은 과학 저널과 컨퍼런스의 프레젠테이션에 수많은 논문으로 이어졌습니다.2017년까지 RHESSI는 2,474개의 출판물, 책 및 [11]프레젠테이션에서 참조됩니다.

  • RHESSI는 태양 [12]플레어의 감마선을 촬영한 최초의 위성이었다.
  • RHESI는 뇌우로부터 오는 지상 감마선 섬광을 정확하게 측정한 최초의 위성이었으며, RHESI는 그러한 섬광이 생각보다 자주 발생하고 감마선이 우주 선원의 평균보다 평균적으로 더 높은 주파수를 갖는다는 것을 발견했다.

RHESSI는 통신 장애로 2018년 4월 11일 01:[13]50 UTC에 과학 작업을 중단했다.RHESSI는 2018년 8월 16일에 해체되어 안정적인 저궤도에 머물고 있다.하지만, 그것은 추진 수단이 없기 때문에,[4] 대기 중 항력은 결국 우주선을 2022년부터 지구 대기로 끌어당길 것이다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b c "RHESSI (Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager)". eoPortal Directory. European Space Agency (ESA). Retrieved 16 March 2021.
  2. ^ a b "RHESSI Mission Facts". NASA. Retrieved 3 September 2015. Public Domain 이 문서에는 퍼블릭 도메인에 있는 이 소스로부터의 텍스트가 포함되어 있습니다..
  3. ^ "Launch Log". Jonathan's Space Report. 28 November 2021. Retrieved 3 December 2021.
  4. ^ a b "NASA Retires Prolific Solar Observatory After 16 Years". NASA. 20 November 2018. Retrieved 3 December 2021. Public Domain 이 문서에는 퍼블릭 도메인에 있는 이 소스로부터의 텍스트가 포함되어 있습니다..
  5. ^ "Trajectory: RHESSI (Explorer 81) 2002-004A". 28 October 2021. Retrieved 3 December 2021. Public Domain 이 문서에는 퍼블릭 도메인에 있는 이 소스로부터의 텍스트가 포함되어 있습니다..
  6. ^ Dennis, Brian (30 April 2009). "RHESSI - Concept to Fruition". Space Sciences Laboratory. Retrieved 15 January 2015.
  7. ^ "New solar flare satellite gets renamed, now on line". Spaceflight Now. 29 March 2002. Retrieved 15 January 2015.
  8. ^ Grunsfeld, John M. (9 April 2013). "RHESSI Principal Investigator Appointment". Public Domain 이 문서에는 퍼블릭 도메인에 있는 이 소스로부터의 텍스트가 포함되어 있습니다..
  9. ^ a b "Spacecraft Bus". NASA. Retrieved 16 March 2021. Public Domain 이 문서에는 퍼블릭 도메인에 있는 이 소스로부터의 텍스트가 포함되어 있습니다..
  10. ^ "Experiment: Ramaty High-Energy Solar Spectroscopic Imager (RHESSI)". NASA. 28 October 2021. Retrieved 3 December 2021. Public Domain 이 문서에는 퍼블릭 도메인에 있는 이 소스로부터의 텍스트가 포함되어 있습니다..
  11. ^ "All Refereed RHESSI Publications, 1998 to present". RHESSI. NASA. 24 August 2018. Retrieved 21 February 2019. Public Domain 이 문서에는 퍼블릭 도메인에 있는 이 소스로부터의 텍스트가 포함되어 있습니다..
  12. ^ Hurford, G. J.; Schwartz, R. A.; Krucker, S.; Lin, R. P.; Smith, D. M.; Vilmer, N. (October 2003). "First Gamma-Ray Images of a Solar Flare". The Astrophysical Journal. 595 (2): L77–L80. Bibcode:2003ApJ...595L..77H. doi:10.1086/378179.
  13. ^ "RHESSI". NASA. Retrieved 21 February 2019. Public Domain 이 문서에는 퍼블릭 도메인에 있는 이 소스로부터의 텍스트가 포함되어 있습니다..

외부 링크