El Laboratorio Internacional de Astrofísica de Rayos Gamma ( INTEGRAL ) es un telescopio espacial para la observación de rayos gamma de energías de hasta 8 MeV. Fue lanzado por la Agencia Espacial Europea (ESA) a la órbita terrestre en 2002 y está diseñado para proporcionar imágenes y espectroscopía de fuentes cósmicas. En el rango de energía de MeV, es el observatorio de rayos gamma más sensible del espacio. [3] Es sensible a fotones de mayor energía que los instrumentos de rayos X como NuSTAR , el Observatorio SWIFT Neil Gehrels , XMM-Newton , y más bajo que otros instrumentos de rayos gamma como Fermi yHESS .
Tipo de misión | Astronomía | |||||||||||||
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Operador | ESA / RKA / NASA | |||||||||||||
ID COSPAR | 2002-048A | |||||||||||||
SATCAT no. | 27540 | |||||||||||||
Sitio web | sci | |||||||||||||
Duración de la misión | Transcurridos 18 años, 8 meses y 5 días | |||||||||||||
Propiedades de la nave espacial | ||||||||||||||
Fabricante | Alenia Spazio | |||||||||||||
Masa de lanzamiento | ~ 4.000 kg (8.800 libras) | |||||||||||||
Secado masivo | ~ 3450 kg (7610 libras) | |||||||||||||
Masa de carga útil | ~ 2000 kg (4400 libras) | |||||||||||||
Dimensiones | 5 m × 2,8 m × 3,2 m (16,4 pies × 9,2 pies × 10,5 pies) | |||||||||||||
Inicio de la misión | ||||||||||||||
Fecha de lanzamiento | 17 de octubre de 2002, 01:33 UTC [1] | |||||||||||||
Cohete | Proton-K Blok-DM2 | |||||||||||||
Sitio de lanzamiento | Baikonur 200/39 | |||||||||||||
Contratista | Roscosmos | |||||||||||||
Parámetros orbitales | ||||||||||||||
Sistema de referencia | Geocéntrico | |||||||||||||
Régimen | Altamente elíptica | |||||||||||||
Semieje mayor | 87,941 kilómetros (54,644 millas) [2] | |||||||||||||
Altitud del perigeo | 6.281,9 kilómetros (3.903,4 millas) [2] | |||||||||||||
Altitud de apogeo | 156.859,1 kilómetros (97.467,7 millas) [2] | |||||||||||||
Inclinación | 54,0 grados [2] | |||||||||||||
Período | 4.325,6 minutos [2] | |||||||||||||
Época | 27 de enero de 2015, 17:47:58 UTC [2] | |||||||||||||
Telescopio principal | ||||||||||||||
Tipo | Telescopio de máscara codificada | |||||||||||||
Diámetro | 3,7 metros (12 pies) | |||||||||||||
Longitud focal | ~ 4 metros (13 pies) | |||||||||||||
Área de recolección | 500 cm 2 (78 pulgadas cuadradas) (SPI, JEM-X) 3100 cm 2 (480 pulgadas cuadradas) (IBIS) | |||||||||||||
Longitudes de onda | 15 keV a 10 MeV (principal) 3 a 35 keV (JEM-X) 500 a 580 nm (OMC) | |||||||||||||
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Insignia de astrofísica de la ESA para INTEGRAL |
Los fotones en el rango de energía de INTEGRAL son emitidos por partículas relativistas y supra-térmicas [ clarificación necesaria ] en fuentes violentas, radiactividad de isótopos inestables producidos durante la nucleosíntesis , binarios de rayos X y transitorios astronómicos de todo tipo, incluyendo estallidos de rayos gamma . Los instrumentos de la nave espacial tienen campos de visión muy amplios , lo que es particularmente útil para detectar emisiones de rayos gamma de fuentes transitorias, ya que pueden monitorear continuamente grandes partes del cielo.
INTEGRAL es una misión de la ESA con contribuciones adicionales de los estados miembros europeos, incluidos Italia, Francia, Alemania y España. Los socios de cooperación son la Agencia Espacial Rusa con IKI y NASA .
Misión
Radiación con más energía que la luz óptica, como ultravioleta, rayos X y rayos gamma , y no puede penetrar la atmósfera de la Tierra, se deben realizar observaciones directas desde el espacio. INTEGRAL es un observatorio, los científicos pueden proponer para observar el tiempo de sus regiones objetivo deseadas, los datos son públicos después de un período de propiedad de hasta un año.
INTEGRAL fue lanzado desde el puerto espacial ruso de Baikonur , en Kazajstán . El lanzamiento de 2002 a bordo de un cohete Proton -DM2 logró una órbita elíptica de 3 días con un apogeo de casi 160.000 km y un perigeo de más de 2.000 km, por lo tanto, en su mayoría más allá de los cinturones de radiación que de otro modo conducirían a altos fondos instrumentales de la activación de partículas cargadas. La nave espacial y los instrumentos se controlan desde ESOC en Darmstadt , Alemania, el centro de control de la ESA, a través de estaciones terrestres en Bélgica (Redu) y California ( Goldstone ).
El uso de combustible es mucho menor de lo previsto. INTEGRAL ha superado con creces su vida útil planificada de 2 + 3 años y está programado para ingresar a la atmósfera terrestre en 2029 como el final definitivo de la misión. Su órbita se ajustó en enero / febrero de 2015 para provocar una reentrada tan segura (sur), utilizando la mitad del combustible restante en ese momento.
Astronave
El cuerpo de la nave espacial ("módulo de servicio") es una copia del cuerpo de XMM-Newton . Esto ahorró costos de desarrollo y simplificó la integración con la infraestructura y las instalaciones terrestres. (Sin embargo, era necesario un adaptador para acoplarse con los diferentes amplificadores). Sin embargo, los instrumentos más densos utilizados para los rayos gamma y los rayos X duros hacen de INTEGRAL la carga útil científica más pesada jamás volada por la ESA.
El cuerpo está construido principalmente de materiales compuestos. La propulsión se realiza mediante un sistema monopropelente de hidracina , que contiene 544 kg de combustible en cuatro tanques expuestos. Los tanques de titanio se cargaron con gas a 24 bar (2,4 MPa ) a 30 ° C y tienen diafragmas de tanque. El control de la actitud se realiza a través de un rastreador de estrellas, múltiples sensores solares y múltiples ruedas de impulso. Los paneles solares duales, que abarcan 16 metros cuando se despliegan y producen 2,4 kW BoL, están respaldados por conjuntos de baterías duales de níquel-cadmio.
La estructura del instrumento ("módulo de carga útil") también es compuesta. Una base rígida sostiene los conjuntos de detectores y una estructura en forma de H sostiene las máscaras codificadas aproximadamente 4 metros por encima de sus detectores. El módulo de carga útil se puede construir y probar independientemente del módulo de servicio, lo que reduce los costos.
Alenia Spazio (ahora Thales Alenia Space Italia) fue el contratista principal de la nave espacial.
Instrumentos
Cuatro instrumentos con grandes campos de visión están alineados en esta plataforma para estudiar objetivos en un rango de energía tan amplio de casi dos órdenes de magnitud en energía (otros instrumentos de astronomía en rayos X u ópticos cubren rangos de factores mucho más pequeños de unos pocos como máximo). La formación de imágenes se consigue mediante máscaras codificadas que proyectan un diagrama de sombras en cámaras pixeladas; las máscaras de tungsteno fueron proporcionadas por la Universidad de Valencia, España.
El generador de imágenes INTEGRAL, IBIS ( generador de imágenes a bordo del satélite INTEGRAL) observa desde 15 keV (rayos X duros) hasta 10 MeV (rayos gamma). La resolución angular es de 12 minutos de arco, lo que permite ubicar una fuente brillante a mejor que 1 minuto de arco. Una máscara de 95 x 95 de baldosas rectangulares de tungsteno se encuentra a 3,2 metros por encima de los detectores. El sistema de detección contiene un plano delantero de 128 x 128 placas de telururo de cadmio (ISGRI- Integral Soft Gamma-Ray Imager), respaldado por un plano de 64 x 64 de placas de yoduro de cesio (PICsIT- Telescopio de yoduro de cesio pixelado). ISGRI es sensible hasta 1 MeV, mientras que PICsIT se extiende hasta 10 MeV. Ambos están rodeados de escudos pasivos de tungsteno y plomo. IBIS fue proporcionado por institutos PI en Roma / Italia y París / Francia.
El espectrómetro a bordo de INTEGRAL es SPI , el espectrómetro de INTEGRAL. Fue concebido y ensamblado por la Agencia Espacial Francesa CNES , con institutos PI en Toulouse / Francia y Garching / Alemania. Observa radiación entre 20 keV y 8 MeV . SPI tiene una máscara codificada de baldosas de tungsteno hexagonales , sobre un plano detector de 19 cristales de germanio (también empaquetados hexagonalmente). La resolución de alta energía de 2 keV a 1 MeV es capaz de resolver todas las líneas de rayos gamma candidatas. Los cristales de Ge se enfrían activamente con un sistema mecánico de enfriadores Stirling a aproximadamente 80K.
IBIS y SPI utilizan detectores activos para detectar y vetar partículas cargadas que conducen a la radiación de fondo. El SPI ACS (AntiCoincidence Shield) consiste en un bloque de centelleo BGO que rodea la cámara y la apertura, detectando todas las partículas cargadas y fotones que exceden una energía de aproximadamente 75 keV, que golpearían el instrumento desde direcciones diferentes a la apertura. Una fina capa de centelleador de plástico detrás de las baldosas de tungsteno sirve como detector adicional de partículas cargadas dentro de la abertura.
La gran área efectiva de la AEC resultó ser útil como instrumento por derecho propio. Su cobertura y sensibilidad de todo el cielo lo convierten en un detector de ráfagas de rayos gamma natural y un componente valioso de la IPN (Red InterPlanetaria).
Las unidades JEM-X duales proporcionan información adicional sobre fuentes en rayos X suaves y duros, de 3 a 35 keV. Además de ampliar la cobertura espectral, las imágenes son más precisas debido a la longitud de onda más corta. Los detectores son centelleadores de gas ( xenón más metano ) en un diseño de microbanda, debajo de una máscara de mosaicos hexagonales.
INTEGRAL incluye un instrumento Optical Monitor ( OMC ), sensible de 500 a 580 nm . Actúa como una ayuda de encuadre y puede observar la actividad y el estado de algunos objetivos más brillantes, por ejemplo, había sido útil para monitorear la luz de supernova durante meses desde SN2014J.
La nave espacial también incluye un monitor de radiación, INTEGRAL Radiation Environment Monitor ( IREM ), para observar el fondo orbital con fines de calibración. IREM tiene un canal de electrones y de protones, aunque se puede detectar la radiación hasta los rayos cósmicos . Si el fondo excede un umbral preestablecido, IREM puede apagar los instrumentos.
Resultados científicos
Ver también
- BOTAS
- Lista de telescopios espaciales de rayos X
Referencias
- ^ "NASA - NSSDC - Detalles de la nave espacial" . NASA . Consultado el 2 de febrero de 2015 .
- ^ a b c d e f "Detalles del satélite INTEGRAL 2002-048A NORAD 27540" . N2YO. 2 de febrero de 2015 . Consultado el 2 de febrero de 2015 .
- ^ Teegarden, BJ, Sturner, SJ (abril de 1999). "Observaciones integrales de estallidos de rayos gamma". Sociedad Astronómica Estadounidense, Reunión HEAD # 4, # 17.01; Boletín de la Sociedad Astronómica Estadounidense . 31 : 717. Código Bibliográfico : 1999HEAD .... 4.1701T .CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
enlaces externos
- INTEGRAL en la ESA
- Resumen INTEGRAL en CNES (Agencia Espacial Francesa)
- Página de operaciones integrales en la ESA
- INTEGRAL en el ISDC (INTEGRAL Science Data Center)
- Perfil de misión INTEGRAL por la exploración del sistema solar de la NASA
- Página de descripción general de NSSDC
- SPI / INTEGRAL más información sobre SPI el espectrómetro para INTEGRAL
- Catálogo de fuentes INTEGRALES Fuentes INTEGRALES identificadas mediante espectroscopia óptica e infrarroja cercana