Bredbånds røntgenteleskop

Broad Band X-ray Telescope (BBXRT) er et røntgenteleskop , der opererede i kredsløb under Columbia Shuttle Ekspeditionen ( STS-35 ) fra 2.-11. december 1990 som en del af ASTRO-1 orbitalobservatoriet. Teleskopet var den første implementering af tynd-folie røntgenoptikteknologi udviklet på Goddard Space Flight Center. For første gang blev røntgenstråler fokuseret til energier omkring 12 keV . Tidligere røntgenteleskoper har været begrænset til energier omkring 4 keV ( HEAO-2 ).

På grund af detektorens lave instrumentelle baggrund og gode energiopløsning (ca. 150 eV ved 6 keV) er der opnået en række nye og vigtige resultater med BBXRT. Instrumentets videnskabelige program omfattede observationer af galaktiske og ekstragalaktiske kilder. Observationer af galaksens centrum var ikke mulige på grund af navigationsrestriktioner under driften af ​​observatoriet. Under drift i kredsløb blev driften af ​​instrumentet styret af et team af specialister fra røntgenlaboratoriet i Space Flight Center opkaldt efter A.I. Goddard .

Teleskopets driftstid i kredsløb er omkring 9 dage. Instrumentet blev tændt 3 timer efter opsendelsen af ​​rumfærgen og slukket 6 timer før reentry. Teleskopets detektorer fungerede praktisk talt uden afbrydelse og akkumulerede data enten fra kalibreringsobservationer eller fra baggrundsobservationer eller fra observationer af kosmiske kilder. Betjening af instrumentet foregik næsten i normal tilstand under hele flyvningen. Nogle problemer med styresystemets elektronik, der opstod i løbet af de første driftstimer, blev elimineret ved at forfine parameterværdierne. Kryostatens temperatur blev opretholdt med en nøjagtighed på to grader. Alle andre telemetridata viste ingen afvigelser fra standardværdierne.

Der var dog problemer i teleskoporienteringssystemet (ASTRO-1-observatoriet bestod af tre ultraviolette teleskoper og et røntgenteleskop). Det vigtigste resultat af fejlfunktionerne var den fuldstændige opgivelse af det forud planlagte observationsprogram, som var fokuseret på at maksimere brugen af ​​flyvetid. Observationsprogrammet blev udarbejdet separat for hver dag. Problemer med BBXRT (Two Axis Pointing System/TAPS) teleskoporienteringssystem førte til et endnu mere signifikant fald i effektiviteten af ​​observationer. På grund af den ufuldstændige kompensation af driften af ​​gyroskoperne i holdningskontrolsystemet blev stabil vejledning først opnået efter 60 timers flyvning. Efter at have korrigeret gyroskopernes drift var styresystemet i stand til at give en stabil indstilling med en drift på 0,1 buesekunder i sekundet. Det blev så opdaget, at TAPS-systemet kun kunne give en pege-nøjagtighed på 2-5 bueminutter til en given kilde, hvilket nogle gange førte til spring i aksen af ​​teleskopets synsfelt. Ved omdirigering mellem kilder fejlede systemet, hvilket førte til systematiske orienteringsfejl med flere bueminutter. For at korrigere for disse systematiske skævheder blev stjernesporerne i gyroskopsystemet omfokuseret på klare stjerner under natdelene af rumfærgens kredsløb. En dag før nedstigningen deaktiverede TAPS-fejl den fuldstændigt, og senere blev den fikset i en sikker landingsposition. Dette resulterede i, at de sidste tre baner af BBXRT-teleskopet blev flyttet ved hjælp af rumfærgens manøvrerings-thrustere (observationer af supernova-resten Puppis AB og galaksen M87 ). På trods af disse problemer har BBXRT akkumuleret omkring 185.000 sekunders observationer af kosmiske kilder. Yderligere 100.000 sekunder blev brugt på at observere den diffuse røntgenbaggrund. Der blev foretaget 157 observationer af 82 kilder med typiske eksponeringer fra 300 til 3000 sekunder (en observation, hvor der opstod et orienteringsskifte, tælles som to observationer).

Værktøj

BBXRT-instrumentet bestod af to ko-direktionelle teleskoper med en brændvidde på 3,8 m og en diameter på 40 cm Hvert teleskop indeholdt et røntgenspejlsystem af 118 tynde koniske guldbelagte aluminiumsfolier. Afkølede silicium-lithium-detektorer var placeret i brændplanet. Generelt gav det optiske system et effektivt areal på 765 cm2 ved 1,5 keV og omkring 300 cm2 ved 7 keV.

Hver detektor ('A' og 'B') blev opdelt i fem elementer med 512 energikanaler. De centrale elementer (A0, B0) dækkede synsfeltet med en diameter på 4 bueminutter, de ydre elementer (A1–A4, B1–B4) dækkede synsfeltet op til 17,4 bueminutter. Mellem det centrale element og de ydre elementer er der et mellemrum på 1,5 bueminutter bredt. Bredden af ​​energikanalerne er 16 eV for kanalerne 0–255 og 32 eV for kanalerne 256–512. Detektorerne i system B drejes 180 grader i forhold til detektorerne i system A, så detektorerne A1 og B3 ser på det samme område på himlen. Hver detektorhændelse blev ledsaget af fem kvalitetsbits .

Generelt havde BBXRT-værktøjet følgende dimensioner: 4,1 m langt og 1 m i diameter, vægt 840 kg. Massen af ​​spejlsystemer er 40 kg. Instrumentet var monteret på et specialdesignet dobbeltakset kardansystem (TAPS) i rumfærgens lastrum.

Links

• Bredbåndsrøntgenteleskop (BBXRT. GSFC. NASA) . (ubestemt)