HEAO-2

HEAO-2 / Einstein Descripción de esta imagen, también comentada a continuación Impresión del artista Datos generales
Organización NASA
Programa Programa HEAO
Campo Astronomía X
Tipo de misión Telescopio espacial
Estado Misión completada
Otros nombres Einstein
Lanzamiento 12 de noviembre de 1978
Lanzacohetes Atlas / Centauro
Fin de la misión 17 de abril de 1981
Desorbitando 26 de mayo de 1982
Identificador de COSPAR 1978-103A
Sitio http://heasarc.gsfc.nasa.gov/
Características técnicas
Misa en el lanzamiento 3150 kilogramos
Orbita
Orbita Órbita baja
Altitud 526-548 kilometros
Período 94 minutos
Inclinación 23,5 °
Telescopio
Tipo Wolter-1
Focal 3,4 m
Campo 1 °
Longitud de onda 0,2-4 keV
Instrumentos principales
HRI Cámara
IPC Contador proporcional de gas
FPCS Espectrómetro
MPC Contador proporcional de gas

HEAO-2 ( Observatorio astrofísico de alta energía ), rebautizado como Einstein después de su lanzamiento, es un observatorio espacial que trabaja en el campo de los rayos X lanzado en12 de noviembre de 1978. Es el primer satélite X que proporciona imágenes desde el espacio (finalmente pudo definir imágenes de objetos grandes y difusos y detectar fuentes débiles). HEAO-2 es parte de una serie de 3 satélites del mismo tipo desarrollados por la NASA  : los otros dos observatorios son HEAO-1 lanzados el12 de agosto de 1977y HEAO-3 lanzado el20 de septiembre de 1979. También fue el primer satélite de la NASA en ofrecer un programa de observadores invitados .

Contexto: el programa HEAO

La astronomía de alta energía ( rayos gamma , rayos X y rayos cósmicos ) comienza con la era espacial. De hecho, estas radiaciones no se pueden observar directamente desde el suelo porque están bloqueadas por la atmósfera terrestre. A principios de la década de 1960, experimentos limitados a bordo de globos estratosféricos o pequeños satélites mostraron que la Tierra fue bombardeada por esta radiación producida por procesos astrofísicos que permanecieron en gran parte sin explicación. En Estados Unidos, tres grupos de científicos están trabajando sobre el tema en particular. El grupo del Laboratorio de Investigación Naval dirigido por Herbert Friedman descubre y observa las emisiones de rayos X del Sol mediante detectores lanzados por cohetes. Bruno Rossi del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y Riccardo Giacconi (futuro Premio Nobel de Física por sus contribuciones al campo de la astrofísica en particular en el campo de los rayos X) del laboratorio de Ciencia e Ingeniería Estadounidense (AS&E) están estudiando los medios de enfocar rayos X usando telescopios. Finalmente, Frank B. McDonald del Goddard Space Flight Center (establecimiento de la NASA) es uno de los pioneros en el estudio de los rayos cósmicos. Durante el verano de 1965, la Academia Estadounidense de Ciencias organizó sesiones de trabajo para definir los medios para promover la astronomía de alta energía. Los investigadores acuerdan un proyecto para desarrollar una serie de satélites de gran tamaño reutilizando componentes del programa Apollo y realizando experimentos sencillos que puedan, por un lado, realizar un inventario sistemático de las fuentes de estas radiaciones y por otro lado estudie estos en detalle.

En 1967; la NASA creó una comisión dedicada a la actividad astronómica para permitir a la agencia espacial definir su estrategia en esta área. El trabajo de esta comisión propone un programa que incluye el lanzamiento de varios grandes experimentos de 1 a 5 toneladas que constituyen el inicio del programa HEAO. El estudio es en profundidad y se propone su implementación al centro de vuelos espaciales Goddard, que tradicionalmente se ocupa de aplicaciones científicas en la NASA, pero la actividad de este establecimiento no le permite dedicar recursos al proyecto. Se trata del Marshall Space Flight Center dirigido por Wernher von Braun y cuyas perspectivas de plan de carga están en fuerte declive con la finalización del desarrollo del cohete Saturno V , que finalmente accede a trabajar en el tema. En 1970, la NASA dio su consentimiento para el desarrollo del proyecto y lanzó una convocatoria de propuestas para experimentos científicos a bordo. Están programadas cuatro misiones. Los dos primeros incorporan una mezcla de experimentos sobre rayos X , gamma y cósmicos , el tercero está completamente dedicado a los rayos X, mientras que el último se relaciona solo con los rayos cósmicos. Los satélites deben tener una unidad de masa de unas 10 toneladas. En 1971, las dos primeras misiones del programa HEAO ( High Energy Astrophysical Observatory in French Observatoire astrophysique des autres energies) fueron aprobadas por el Congreso americano y se les asignaron fondos. Se contrata a la empresa TRW para desarrollar los satélites y se inicia el trabajo.

Pero a fines de 1972 la administración del presidente Nixon decide limitar el presupuesto de la NASA para el año fiscal 1974 y asigna una cantidad inferior a la otorgada por el Congreso estadounidense. La NASA, que debe financiar sus actividades con sumas insuficientes, también se enfrenta a importantes sobrecostos en su programa Viking, cuyas sondas espaciales se lanzarán a Marte en 1976. Para la agencia espacial estadounidense, la única solución es mediante la cancelación de proyectos existentes. . Sin embargo, el programa HEAO es el único cuya cancelación podría liberar fondos suficientes. Este proyecto también está sufriendo un aumento de los costos. Por lo tanto, el administrador de la NASA decide cancelar HEAO resolviendo así dos problemas a la vez. Los responsables del proyecto HEAO decidieron de inmediato intentar revertir esta decisión desarrollando una versión menos costosa del proyecto (un tercio del presupuesto inicialmente previsto) y proponiendo suspender el trabajo durante un año y medio a la espera de una situacion economica presupuesto mas favorable. Siendo la masa a poner en órbita uno de los factores de costo más importantes, deciden reemplazar los cuatro satélites con una unidad de masa de 10 toneladas por 3 satélites que pesan juntos 10 toneladas. Se sacrifica el experimento más pesado que debería haber permitido observar tanto los rayos cósmicos como la radiación gamma, y ​​el primer satélite se hace cargo de los experimentos de los dos primeros satélites en la configuración original.

La NASA valida esta solución, lo que también le da tiempo para evaluar el apoyo de la comunidad científica al proyecto. Esto es bastante favorable dado el éxito del pequeño observatorio de rayos X de Uhuru lanzado en 1970. Dos telescopios de rayos X a bordo de la estación espacial Skylab, puestos en órbita en 1973, también han proporcionado imágenes impresionantes del Sol y han demostrado las contribuciones de este tipo de instrumento provisto en la carga útil de uno de los satélites HEAO. Los científicos involucrados en el programa HEAO se reunirán durante los meses siguientes para hacer las concesiones necesarias debido a la reducción del tamaño de los satélites HEAO. Después de largas sesiones de trabajo, se define la carga útil de cada uno de los tres satélites. HEAO A (renombrado después de su lanzamiento HEAO-1) debe realizar una búsqueda sistemática de fuentes X en el cielo. HEAO B (HEAO-2) es un telescopio de rayos X suaves y HEAO-C (HEAO-3) está destinado al estudio de los rayos cósmicos y la búsqueda de líneas espectrales en rayos X duros y rayos gamma suaves. Finalmente enJulio 1974los fondos están disponibles nuevamente para el programa y el programa se reinicia. Una de las restricciones más importantes del programa HEAO como resultado del recorte presupuestario es la vida útil limitada de los satélites. Esto se logró reduciendo la cantidad de propulsores utilizados para controlar la orientación de los observatorios espaciales. Ambas misiones HEAO-1 y HEAO-2 se cancelarán por este motivo después de 10 meses. Gracias a una sofisticada gestión de los propulsores utilizados, HEAO-2 logrará funcionar durante 2 años y medio.

Metas

Características técnicas

HEAO-2 se construye mediante el establecimiento de la empresa TRW de Redondo Beach ( California ) . Tiene una masa de unos 2.700 kg y su forma es aproximadamente cilíndrica con un diámetro de 2 metros y una longitud de 6 metros. Incluye dos subconjuntos. La plateforme, qui abrite les servitudes (production d'énergie, contrôle d'attitude, etc.) et est identique pour les trois satellites HEAO, forme l'extrémité du cylindre et est longue de 1 mètre tandis que les instruments occupent le reste de la estructura. El satélite apunta a la región en estudio. Los paneles solares proporcionan de 460 vatios a 28 vatios. Los datos recopilados por los instrumentos se graban en grabadoras y se transfieren a las estaciones terrenas a una velocidad de 6,4 kilobits por segundo.

Telescopio

La carga útil de HEAO-2 es un telescopio diseñado para observar los rayos X suaves (0.2-4 keV) restaurando imágenes de alta resolución (unos segundos de arco ). Tiene cuatro instrumentos ubicados en su plano focal. El telescopio es del tipo Wolter-1 con un espejo primario formado por 4 conchas anidadas con un diámetro creciente entre 33 y 56 cm. El área efectiva es de 400 cm² para una radiación de 0,25 keV, pero desciende a 30 cm² cuando la energía de la radiación alcanza los 4 keV. La distancia focal es de 3,4 metros y el campo de visión es de 1 °. La imagen resultante se puede colocar en su fondo óptico gracias a tres miras estelares co-alineadas con el telescopio y que tienen un campo de visión de 2 ° x 2 °, una precisión de un segundo de arco y suficientemente sensible para permitir la detección de una estrella. cuya magnitud aparente es 9.

Instrumentos

Uno de los siguientes cuatro instrumentos se puede colocar en su plano focal:

Además, HEAO-2 lleva un instrumento alineado con el telescopio X: MPC, ( Monitor Proporcional Contador ),

Realización de la misión

HEAO-2 se lanza el 13 de noviembre de 1978por un cohete Atlas / Centaur disparado desde la base de Cabo Cañaveral y colocado en una órbita baja circular de 470 km con una inclinación orbital de 23 ° que atraviesa en 94 minutos. El espectrómetro SSS consumió el líquido criogénico que le permitió funcionar después de 11 meses. El observatorio ha agotado el gas para controlar su orientación medianteAbril de 1981que terminó la misión 2,5 años después de su lanzamiento, mientras que 5.600 observaciones. El satélite se destruye en26 de mayo de 1982durante su reentrada atmosférica .

Resultados

HEAO-2 hizo 5.600 observaciones. Gracias a su resolución angular del orden de unos pocos segundos de arco acompañada de una fuerte reducción del ruido de fondo, el telescopio espacial tenía una sensibilidad varios cientos de veces mayor que la de los observatorios de rayos X que lo precedieron. También es el primer observatorio de rayos X de la NASA que ha implementado un programa que permite a los astrónomos que no participan en el proyecto realizar observaciones. Los principales resultados obtenidos son:

HEAO-2 fue el primer satélite en descubrir un púlsar X anómalo ( PSR J2301 + 5852 / 2E 2259.0 + 5836, en 1981), una subclase de púlsares X con campos magnéticos muy fuertes . También descubrió la existencia de un objeto compacto atípico llamado 1E161348-5055 en el centro del remanente de supernova RCW 103 .

Notas y referencias

  1. (en) Wallace H. Tucker, los divisores de estrellas: La alta energía Astronomía Observatorios , la NASA,1984, 304  p. ( ISBN  978-0-387-98190-1 , leer en línea ) , cap.  3 ("EL CAMINO A HEAO")
  2. (en) Wallace H. Tucker, los divisores de estrellas: La alta energía Astronomía Observatorios , la NASA,1984, 304  p. ( ISBN  978-0-387-98190-1 , leer en línea ) , cap.  4 ("EN EL CAMINO OTRA VEZ")
  3. (en) Wallace H. Tucker, The Star Splitters: The High Energy Astronomy Observatories , NASA,1984, 304  p. ( ISBN  978-0-387-98190-1 , leer en línea ) , cap.  5 ("Planificación de la misión")
  4. (en) High Energy Astrophysics Group, "  High Energy Astronomy Observatory 1  " , Universidad de California (consultado el 29 de diciembre de 2016 )
  5. (in) "  High Energy Astronomy Observatory 1  " , Goddard Space Flight Center (consultado el 3 de enero de 2017 )
  6. (en) "  Misiones HEA patrimonio: Einstein Observatory  " en Harvard-Smithsonian Centro de Astrofísica , Harvard College Observatory (visitada 10 de enero de 2017 )

Bibliografía

Ver también

Artículos relacionados

Enlace externo