Granat
Granat
| Organisation | RKA , CNES |
|---|---|
| Feld | Observatorium X und Gamma |
| Status | Auftrag erledigt |
| Starten | 1. Dezember 1989 |
| Startprogramm | Proton |
| Dauer | zwei Jahre |
| COSPAR-Kennung | 1989-096A |
| Messe beim Start | 4 Tonnen |
|---|
| Orbit | Hohe Umlaufbahn |
|---|---|
| Perigäum | 2000 km |
| Höhepunkt | 200.000 km |
| Neigung | 51,5 ° |
| SIGMA | Gamma-Teleskop |
|---|---|
| ART-P | X Teleskop |
| ART-S | X Teleskop |
| PHEBUS | Gammastrahlen-Burst-Erkennung |
Granat ( Russisch : Гранат) zunächst Astron 2 , ist eine russische Weltraumobservatorium mit einer signifikanten Beteiligung entwickelt Frankreich und für das Studium der beabsichtigten harten und weichen Gamma X- Strahlen emittiert von Himmelsobjekten. Dieses schwere Observatorium mit 7 Instrumenten wurde am gestartet1 st Dezember 1989von einer Proton- K / D-1- Rakete aus Baikonur und zunächst in einer sehr elliptischen hohen Umlaufbahn platziert. Das von französischen Laboratorien entwickelte Hauptinstrument SIGMA testete erstmals die Maskentechnik mit codierter Apertur in diesem Energiebereich. Alle Instrumente funktionierten bis 1994. Von diesem Datum an wurde der Satellit, dem sein Orientierungskontrollsystem entzogen war, nur zur Erkennung des Auftretens von Röntgenquellen verwendet. Sein Hauptbeitrag ist die detaillierte Untersuchung von Röntgenquellen im Zentrum unserer Galaxie .
Technische Eigenschaften
Granat verwendet die Plattform entwickelten Lavotchkine für die Venera und Vega Raumsonden . Das zylindrische Observatorium ist 4 Meter lang und hat einen Durchmesser von 2,5 Metern. Zwei feste Sonnenkollektoren erstrecken sich zu beiden Seiten des zentralen Körpers des Satelliten. Seine Masse beträgt 4 Tonnen, einschließlich 2,3 Tonnen wissenschaftlicher Ausrüstung. Die von den Instrumenten gesammelten Daten werden in einem Magnetblasenspeicher mit einer Kapazität von 128 Megabyte gespeichert. Die Daten werden alle paar Tage an der Evpatoria-Station auf den Boden übertragen.
Nutzlast
Die Nutzlast Granat verfügt über sieben Instrumente, die von sowjetischen Forschungslabors (französisch, dänisch und bulgarisch) entwickelt wurden.
Das SIGMA-Teleskop
SIGMA (Random Mask Gamma Imaging System) ist das Hauptinstrument des Weltraumobservatoriums. Es ist ein Teleskop zur Beobachtung von Quellen harter Röntgenstrahlung und energiearmer Gammastrahlung ( 35 keV -1,3 MeV) galaktischen und extragalaktischen Ursprungs. Die Winkelauflösung des Instruments beträgt 1,6 Bogenminuten (30 Bogensekunden für die hellsten Quellen). Das optische Feld beträgt 4,7 × 4,3 ° und die Empfindlichkeit 3–8 × 10 –8 erg / cm 2 . Das Instrument, das als erstes die Coded-Apertur-Maskentechnik für diesen Energiebereich verwendet. Die Detektorebene befindet sich 2,5 Meter von der Maske entfernt. Das Instrument mit einer Länge von 3,5 Metern und einem Durchmesser von 1,2 Metern hat eine Masse von 1,05 Tonnen. SIGMA wurde von zwei französischen Labors entwickelt: CESR in Toulouse und dem Service d'Astrophysique du CEA in Saclay .
Die anderen Instrumente
- Art-P ist ein Teleskop, das das Band 4-60 keV (Bild) und 4-160 (spektral und zeitlich) abdeckt. Es verfügt über 4 identische Module, die aus einer Mehrdraht-Proportionalkammer und einer URA- codierten Maske bestehen . Jedes Modul hat eine effektive Fläche von 600 cm 2 . Das optische Feld beträgt 1,8 ° × 1,8 ° und die Winkelauflösung beträgt 5 Bogenminuten. Das Instrument erreicht nach einer Belichtungszeit von 8 Stunden eine Empfindlichkeit von 1 mCrab. Die maximale Zeitauflösung beträgt 4 ms.
- Art-S ist ein Teleskop, das das 3-100 keV-Band abdeckt. Es hat 4 Detektoren. Die effektive Oberfläche von 2400 cm 2 bei 10 keV und 800 cm 2 bei 100 keV . Das optische Feld beträgt 2 ° × 2 ° und die zeitliche Auflösung beträgt 200 Mikrosekunden.
- PHEBUS ist ein Instrument, das transiente Phänomene im Energiebereich von 100 keV bis 100 MeV aufzeichnen kann . Es enthält zwei unabhängige Detektoren mit jeweils eigener Elektronik. Jeder Detektor besteht aus einem BGO-Kristall mit einem Durchmesser von 78 mm und einer Dicke von 120 mm, der von einem Kunststoff-Anti-Koinzidenz umgeben ist. Die beiden Detektoren zusammen haben ein optisches Feld von 4Π Steradianen . Ein Modus für Energiestöße wird aktiviert, sobald die Anzahl der aufgenommenen Photonen die vom Hintergrundrauschen ausgehenden über einen Zeitraum von 0,25 oder 1 Sekunde um 8 Größenordnungen übersteigt. des Das Instrument ist eine Weiterentwicklung von CESR Toulouse.
- WATCH, bestehend aus vier Instrumenten, ermöglicht die ständige Überwachung von drei Vierteln des Himmelsgewölbes und die Lokalisierung des Auftretens von Energiequellen zwischen 6 und 180 keV mit einer Winkelgenauigkeit von 0,5 °. Die Energieauflösung beträgt 60% bei 60 keV . In ruhigen Perioden wird die Aufprallfrequenz je nach verfügbarem Speicher in zwei Bändern (6-15 keV, 15-180 keV) über Zeiträume von 4, 8 oder 16 Sekunden aufgezeichnet. Während eines vorübergehenden Phänomens oder eines Energiepeaks wird die Häufigkeit der Stöße mit einer zeitlichen Auflösung von 1 Sekunde aufgezeichnet. WATCH wird vom dänischen Weltraumforschungsinstitut (en) entwickelt .
- KONUS-B besteht aus 7 Detektoren, die über die Oberfläche des Satelliten verteilt sind und Strahlungsquellen im Energiebereich von 10 keV bis 8 MeV erfassen . Jeder Detektor ist ein Szintillatorkristall mit einem NaI (Tl) -Durchmesser von 200 mm und einer Dicke von 50 mm mit einem Beryllium-Eingangsfenster. Die Seitenflächen sind durch einen 5 mm dicken Bleischild geschützt . Die Erfassungsschwelle für Energiestöße beträgt je nach Energiespektrum und Anstiegszeit 5 × 10 –8 - 5 × 10 –7 erg / cm 2 . Das Instrument funktioniert zwischen dem11. Dezember 1989 und der 20. Februar 1990dauerte 27 Tage und entdeckte 60 Sonneneruptionen und 19 Gammastrahlenausbrüche . Das Instrument wird vom Ioffe Technico-Physical Institute in Sankt Petersburg entwickelt.
- SUNFLOWER ist ein Instrument bestehend aus 4 Proportionalzählern ( 2 keV - 20 MeV ) mit einem Sichtfeld von 6 ° × 6 ° und zwei optischen Detektoren mit einem Feld von 5 ° × 5 °. Dieses Instrument soll das optische Gegenstück zu Spitzenenergieemissionsquellen bestimmen und eine Spektralanalyse von Ereignissen mit hoher Energie durchführen. Das Instrument wird von französischen Laboratorien geliefert.
Durchführung der Mission
Der Satellit wird am gestartet 1 st Dezember 1989von einer Proton- K / D-1- Rakete aus Baikonur und zunächst in einer hohen, sehr elliptischen 96-Stunden-Umlaufbahn von 200.000 km mal 20.000 km platziert . Diese Umlaufbahn wurde allmählich kreisförmig und 1991 war das Perigäum 40.000 km entfernt . Drei von vier Tagen waren Beobachtungen gewidmet. Alle Instrumente funktionierten bis 1994. Von diesem Datum an erlaubte der Satellit, der durch die Erschöpfung der zu diesem Zweck verwendeten Treibmittel seines Orientierungskontrollsystems beraubt worden war, nur passives Richten (nicht ausgewählt) auf die X-Quellen. Der Satellit sendete keine Daten mehr weiter27. November 1998nach einem Ausfall seiner Sonnensensoren. Der Betrieb von Granat wurde durch den Zerfall der Sowjetunion im Jahr 1990 unterbrochen. Die 70-Meter-Antenne, die für die Datenerfassung des Satelliten auf der Krim verantwortlich ist, wurde nach der Auflösung der UdSSR in einer umstrittenen Region in der Ukraine gefunden . Das schwerwiegendste Problem, das sich auf die Betriebsdauer des Projekts ausgewirkt hat, ist der Zusammenbruch der russischen Finanzmittel. Die französische Raumfahrtagentur CNES , die stark an dem Projekt beteiligt war, musste das Projekt subventionieren, damit die Betriebsphase nicht endet.
Ergebnisse
SIGMA lieferte das erste Bild des Galaktischen Zentrums auf dem Gebiet der harten Röntgenstrahlung und ermöglichte die Entdeckung von Mikroquasaren, ähnlich wie Quasare, jedoch mit viel kürzeren Emissionszeiten. Während der fünfzehn Kampagnen, in denen 3000 Stunden Daten gesammelt wurden, wurden etwa fünfzehn Gammaquellen identifiziert, von denen ein Drittel die Signatur eines Schwarzen Lochs aufwies. Die vermutete Position des riesigen Schwarzen Lochs im Zentrum unserer Galaxie wurde beobachtet und es konnten keine Gamma-Emissionen festgestellt werden.
Verweise
- (in) " Granat " , NSSDC NASA (abgerufen am 2. Dezember 2012 )
- (en) " Granat " , NASA HEASARC (abgerufen am 2. Dezember 2012 )
- L. Bouchet et al. , " Das Sigma / Granat-Teleskop: Kalibrierung und Datenreduktion ", The Astrophysical Journal , Springer, vol. 548,20. Februar 2001, p. 990-1009
- (in) " Granat Röntgen- und Gammastrahlenobservatorium " , fas; org (abgerufen am 2. Dezember 2012 )
- (in) " SIGMA-Teleskop auf dem Satelliten GRANAT " , CEA IRFU (abgerufen am 2. Dezember 2012 )