Explorador 11
 Satélite Explorer-11 | |
| Nombres | S-15 NASA S-15 |
|---|---|
| Tipo de misión | Astronomía de rayos gamma |
| Operador | NASA |
| Designación de Harvard | 1961 Nu 1 |
| ID COSPAR | 1961-013A |
| SATCAT no. | 00107 |
| Sitio web | Explorer 11 en GSFC |
| Duración de la misión | 7 meses (logrado) |
| Propiedades de la nave espacial | |
| Fabricante | Centro de vuelo espacial Goddard |
| Masa de lanzamiento | 37,2 kg (82 libras) [1] |
| Inicio de la misión | |
| Fecha de lanzamiento | 27 de abril de 1961, 14:16:38 GMT |
| Cohete | Juno II (AM-19E) |
| Sitio de lanzamiento | Cabo Cañaveral , LC-26B |
| Contratista | Agencia de Misiles Balísticos del Ejército |
| Fin de la misión | |
| Ultimo contacto | 17 de noviembre de 1961 |
| Parámetros orbitales | |
| Sistema de referencia | Órbita geocéntrica [2] |
| Régimen | Orbita terrestre baja |
| Altitud del perigeo | 486 km (302 millas) |
| Altitud de apogeo | 1.786 km (1.110 millas) |
| Inclinación | 28,90 ° |
| Período | 108.10 minutos |
| Instrumentos | |
| Contador Crystal Sandwich / Cherenkov Contador telescopio Phoswich-Cherenkov | |
Programa explorador | |
Explorer 11 (también conocido como S-15 ) fue un satélite terrestre estadounidense que llevó el primer telescopio espacial de rayos gamma . Esto marcó el comienzo de la astronomía espacial de rayos gamma. Lanzado el 27 de abril de 1961 por un Juno II , el satélite arrojó datos hasta el 17 de noviembre de 1961, cuando los problemas de suministro de energía pusieron fin a la misión científica. Durante los siete meses de vida de la nave espacial, detectó veintidós eventos de rayos gamma y aproximadamente 22,000 eventos de radiación cósmica .
Lanzamiento
El Explorer 11 se lanzó con el propósito de detectar las fuentes de rayos gamma de alta energía. La nave alcanzó una órbita con un apogeo de 1.786 km (1.110 millas), un perigeo de 486 km (302 millas), un período de 108,10 minutos y una inclinación de 28,90 °. Además de detectar rayos gamma, el Explorer 11 fue diseñado para mapear su dirección con énfasis en el plano de la galaxia , el centro galáctico , el Sol y otras fuentes conocidas de ruido de radio ; relacionar las mediciones con la densidad de flujo de rayos cósmicos y la densidad de la materia interestelar; y medir el albedo de rayos gamma de alta energía de la atmósfera terrestre. El satélite era una caja de aluminio octogonal estabilizada por giro (30,5 × 30,5 × 58,5 cm (12,0 × 12,0 × 23,0 pulgadas)) en un cilindro (15,2 cm (6,0 pulgadas) de diámetro y 52,2 cm (20,6 pulgadas) de largo). El Explorer 11 se construyó de modo que su movimiento estable fuera una caída de un extremo a otro alrededor del eje principal transversal que tenía el momento de inercia más grande. El conjunto del telescopio de rayos gamma se montó de modo que su eje de sensibilidad, que era paralelo al eje largo del satélite, girara en el plano de caída. La orientación de este eje en el espacio se determinó en aproximadamente 5 ° mediante detectores de aspecto óptico y el uso del patrón de radiación conocido de la antena del vehículo. La telemetría fue proporcionada solo en tiempo real por dos transmisores PM,ya que la grabadora de a bordo falló en el lanzamiento.[3]
Instrumentos
Mostrador Crystal Sandwich / Cherenkov
La instrumentación para el experimento del detector Cherenkov tipo sándwich de cristal Explorer 11 fue la misma que se utilizó para el experimento del telescopio de rayos gamma. El experimento de rayos gamma fue diseñado por investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) principalmente para detectar rayos gamma cósmicos superiores a 50 MeV . Los datos de las partículas cargadas se recopilaron utilizando el mismo instrumento. Este telescopio se utilizó para determinar la intensidad y la distribución del ángulo de inclinación de los protones atrapados geomagnéticamente . El telescopio constaba de un escudo de plástico anti-incidentes, capas de yoduro de sodio (NaI) y yoduro de cesio.(CsI) cristales y un detector Cherenkov cilíndrico. Cuando se eliminó el requisito de anticoincidencia del protector de centelleo de plástico, los tres contadores registraron la información de las partículas cargadas. Además, se registraron coincidencias de partículas cargadas entre el sándwich de cristal y los detectores Cherenkov. En este modo, se obtuvo información direccional. El factor de área de ángulo sólido del telescopio fue de aproximadamente 4,3 cm 2 . La dirección de mirada del telescopio era idéntica al eje de simetría de la nave espacial. Para un haz incidente paralelo a la dirección de observación del telescopio, la eficiencia de detección cayó a 0 a 15 ° desde esta dirección. Los umbrales de energía para cada detector fueron los siguientes: (1) plástico de centelleo (parte superior), electrones-350 keV, protones -3,5 MeV, (2) plástico de centelleo (parte inferior), electrones -400 keV, protones -35 MeV, (3) sándwich de cristal, electrones -400 keV, protones -75 MeV y (4) Cherenkov , electrones -15 MeV, protones -350 MeV. El tiempo de acumulación de los datos de las partículas cargadas fue de aproximadamente 30 segundos. Un solo circuito de escalado en Explorer 11 permitía monitorear un canal a la vez. Durante los 7 meses en los que el instrumento estuvo encendido y funcionando en órbita, solo 141 horas (3%) se consideraron tiempo útil de observación. Durante este tiempo, el telescopio fue monitoreado en busca de rayos gamma y partículas cargadas. [4]
Contra telescopio Phoswich-Cherenkov
Este experimento fue diseñado para buscar rayos gamma de alta energía (más de 50 MeV ) de la esfera celeste . El esquema de detector básico consistió en un sándwich de cristales centelleantes de NaI y CsI (20 g / cm 2 ), vistos por un único fotomultiplicador , y un contador Lucite Cherenkov, vistos por dos fotomultiplicadores. Estaba completamente rodeado por un escudo de plástico centelleante visto por cinco fotomultiplicadores. El detector de sándwich proporcionó material de alto número atómico para el proceso de producción de pares, es decir, los rayos gamma energéticos se convirtieron en electrón - positrónpares. Los electrones y positrones luego ingresaron al contador Cherenkov, que detectó partículas que atravesaban su volumen solo en el sentido descendente. Las señales eléctricas simultáneas de sus dos PMT indicaron que una o más partículas cargadas habían atravesado el telescopio. Las señales o la falta de señales del escudo de plástico circundante en el instante en que se activó el telescopio indicaron si el disparo fue causado por una partícula cargada o descargada. Además, los componentes "último" y "total" de las señales del fotomultiplicador que observó el detector de sándwich proporcionaron un método para distinguir los eventos inducidos por neutrones y rayos gamma. El experimento se desarrolló normalmente desde el lanzamiento hasta el 17 de noviembre de 1961. [5]
El telescopio Explorer 11, desarrollado en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), utilizó una combinación de un detector de centelleo tipo sándwich junto con un contador Cherenkov para medir las direcciones de llegada y las energías de los rayos gamma de alta energía. Dado que el telescopio no podía apuntar, la nave espacial se puso en un giro lento para escanear la esfera celeste. Debido a una órbita más alta de lo planeado que llevó a la nave espacial a la radiación de bloqueo del detector del cinturón de radiación de Van Allen., y una falla temprana de la grabadora de a bordo, solo se pudieron eliminar 141 horas de tiempo útil de observación de aproximadamente 7 meses durante los cuales funcionó el instrumento. Durante este tiempo, se registraron treinta y un eventos de "firma de rayos gamma" cuando el telescopio apuntaba en direcciones muy alejadas de la atmósfera de la Tierra , que es una fuente relativamente brillante de rayos gamma producidos en interacciones de protones de rayos cósmicos ordinarios.con átomos de aire. La distribución celeste de las treinta y una direcciones de llegada no mostró una correlación estadísticamente significativa con la dirección de ninguna fuente cósmica potencial. A falta de tal correlación, no se pudo establecer la identificación de la causa de los treinta y un eventos como rayos gamma de origen cósmico. Por lo tanto, los resultados del experimento se informaron como límites superiores que eran significativamente más bajos que los límites obtenidos de experimentos previos con globos.
Un telescopio de rayos gamma mejorado, también desarrollado en el MIT, se voló en el Observatorio Solar Orbital 3 ( OSO 3 ), que se lanzó en 1967. Logró la primera observación definitiva de rayos gamma cósmicos de alta energía de fuentes galácticas y extragalácticas. . Experimentos posteriores, tanto en órbita como en tierra, han identificado numerosas fuentes discretas de rayos gamma cósmicos en nuestra galaxia y más allá.
Ver también
- Programa explorador
Referencias
- ^ "Explorador 11" . NASA.
- ^ "Explorador 11" . NASA. 28 de octubre de 2021 . Consultado el 4 de noviembre de 2021 .
Este artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público . - ^ "Explorador 11 (S-15)" . NASA. 28 de octubre de 2021 . Consultado el 4 de noviembre de 2021 . Este artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
- ^ "Experimento: Crystal Sandwich / Cherenkov Counter" . NASA. 28 de octubre de 2021 . Consultado el 4 de noviembre de 2021 . Este artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
- ^ "Experimento: telescopio de contador Phoswich-Cherenkov" . NASA. 28 de octubre de 2021 . Consultado el 4 de noviembre de 2021 . Este artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
Este artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .enlaces externos
- Misiones Históricas del Proyecto Goddard
- Explorador 11
- S15
- Juno II
- Imagen GIF
- Programa de exploradores
- Telescopios espaciales
- Nave espacial lanzada en 1961
- Telescopios de rayos gamma
