Granat
Granat
| Organização | RKA , CNES |
|---|---|
| Campo | Observatório X e gama |
| Status | Missão completada |
| Lançar | 1 de dezembro de 1989 |
| Lançador | Próton |
| Duração | 2 anos |
| Identificador COSPAR | 1989-096A |
| Missa no lançamento | 4 toneladas |
|---|
| Órbita | Órbita alta |
|---|---|
| Perigeu | 2.000 km |
| Apogeu | 200.000 km |
| Inclinação | 51,5 ° |
| SIGMA | Telescópio gama |
|---|---|
| ART-P | Telescópio X |
| ART-S | Telescópio X |
| PHEBUS | Detecção de burst de raios gama |
Granat ( russo : Гранат), inicialmente Astron 2 , é um russo observatório espacial desenvolvido com a participação significativa de França e destinados ao estudo de duros e macios gama X- raios emitidos por objetos celestes. Este observatório pesado carregando 7 instrumentos foi lançado em1 ° de dezembro de 1989por um foguete Proton -K / D-1 de Baikonur e inicialmente colocado em uma órbita alta muito elíptica. O principal instrumento, o SIGMA, desenvolvido por laboratórios franceses, testou pela primeira vez a técnica de máscara de abertura codificada nesta faixa de energia. Toda a instrumentação funcionou até 1994. A partir dessa data o satélite, privado de seu sistema de controle de orientação, foi utilizado apenas para detectar o surgimento de fontes X. Sua principal contribuição é o estudo detalhado de fontes de raios X localizadas no centro de nossa galáxia. .
Características técnicas
Granat usa a plataforma desenvolvida por Lavotchkine para as sondas espaciais Venera e Vega . O observatório de forma cilíndrica tem 4 metros de comprimento e 2,5 metros de diâmetro. Dois painéis solares fixos estendem-se de cada lado do corpo central do satélite. Sua massa é de 4 toneladas, incluindo 2,3 toneladas de equipamentos científicos. Os dados coletados pelos instrumentos são armazenados em uma memória de bolha magnética com capacidade de 128 megabytes. Os dados são transmitidos para o solo na estação Evpatoria a cada poucos dias.
Carga útil
A carga útil Granat possui sete instrumentos desenvolvidos por laboratórios de pesquisa soviéticos, franceses, dinamarqueses e búlgaros.
O telescópio SIGMA
SIGMA (Random Mask Gamma Imaging System) é o principal instrumento do observatório espacial. É um telescópio projetado para observar fontes de radiação X dura e radiação gama de baixa energia ( 35 keV -1,3 MeV) de origem galáctica e extra-galáctica. A resolução angular do instrumento é de 1,6 minutos de arco (30 segundos de arco para as fontes mais brilhantes). O campo óptico é 4,7 × 4,3 ° e a sensibilidade é 3-8 × 10-8 erg / cm 2 . O instrumento, que é o primeiro a usar a técnica de máscara de abertura codificada para essa faixa de energia. O plano do detector está localizado a 2,5 metros da máscara. O instrumento com 3,5 metros de comprimento e 1,2 metros de diâmetro tem massa de 1,05 toneladas. O SIGMA foi desenvolvido por dois laboratórios franceses: o CESR em Toulouse e o Service d'Astrophysique du CEA em Saclay .
Os outros instrumentos
- Art-P é um telescópio que cobre a banda 4-60 keV (imagem) e 4-160 (espectral e temporal). Possui 4 módulos idênticos compostos por uma câmara proporcional multi-fio e uma máscara codificada URA. Cada módulo possui uma área efetiva de 600 cm 2 . O campo óptico é de 1,8 ° × 1,8 ° e a resolução angular é de 5 minutos de arco. O instrumento atinge uma sensibilidade de 1 mCrab após um tempo de exposição de 8 horas. A resolução máxima de tempo é de 4 ms.
- Art-S é um telescópio que cobre a banda de 3-100 keV. Possui 4 detectores. A superfície efetiva de 2.400 cm 2 a 10 keV e 800 cm 2 a 100 keV . O campo óptico é de 2 ° × 2 ° e a resolução temporal é de 200 microssegundos.
- PHEBUS é um instrumento capaz de registrar fenômenos transitórios na faixa de energia de 100 keV -100 MeV. Inclui dois detectores independentes, cada um com sua própria eletrônica. Cada detector compreende um cristal BGO de 78 mm de diâmetro e 120 mm de espessura cercado por anti-coincidência de plástico. Os dois detectores combinados têm um campo óptico de 4Π steradians . Um modo dedicado a rajadas de energia é ativado assim que o número de fótons registrados excede os que emanam do ruído de fundo em 8 ordens de magnitude durante um período de 0,25 ou 1 segundo. des O instrumento é um desenvolvimento do CESR Toulouse.
- O WATCH, composto por quatro instrumentos, permite garantir o monitoramento constante de três quartos do céu e localizar o surgimento de fontes de energia entre 6 e 180 keV com uma precisão angular de 0,5 °. A resolução de energia é de 60% a 60 keV . Durante os períodos de silêncio, a frequência de impacto é registrada em duas bandas (6-15 keV, 15-180 keV) por períodos de 4, 8 ou 16 segundos, dependendo da memória disponível. Durante um fenômeno transitório ou um pico de energia, a frequência dos impactos é registrada com uma resolução temporal de 1 segundo. WATCH é desenvolvido pelo Instituto Dinamarquês de Pesquisa Espacial (en) .
- O KONUS-B é composto por 7 detectores distribuídos na superfície do satélite que permitem detectar fontes de radiação na faixa de energia de 10 keV -8 MeV. Cada detector é um cristal cintilador usando um NaI (Tl) de 200 mm de diâmetro e 50 mm de espessura com uma janela de entrada de berílio. As faces laterais são protegidas por um escudo de chumbo com 5 mm de espessura. O limite de detecção para rajadas de energia é 5 × 10 −8 - 5 × 10 −7 erg / cm 2, dependendo do espectro de energia e do tempo de subida. As funções do instrumento entre os11 de dezembro de 1989 e a 20 de fevereiro de 1990com duração de 27 dias e detectou 60 explosões solares e 19 explosões de raios gama . O instrumento é desenvolvido pelo Instituto Técnico-Físico Ioffe em São Petersburgo.
- O SUNFLOWER é um instrumento composto por 4 contadores proporcionais ( 2 keV - 20 MeV ) com um campo de visão de 6 ° × 6 ° e dois detectores ópticos com um campo de 5 ° × 5 °. Este instrumento tem como objetivo determinar a contrapartida óptica das fontes de emissão de energia de pico e realizar análises espectrais de eventos de alta energia. O instrumento é fornecido por laboratórios franceses.
Condução da missão
O satélite é lançado em 1 ° de dezembro de 1989por um foguete Proton -K / D-1 de Baikonur e inicialmente colocado em uma órbita altamente elíptica de 96 horas de 200.000 km por 20.000 km . Esta órbita tornou-se gradualmente circular e em 1991 o perigeu estava a 40.000 km de distância . Três em cada quatro dias foram dedicados a observações. Toda a instrumentação funcionou até 1994. A partir dessa data o satélite, privado de seu sistema de controle de orientação pelo esgotamento dos propelentes utilizados para esse fim, só permitia o apontamento passivo (não escolhido) para as fontes X. O satélite deixou de transmitir dados sobre27 de novembro de 1998após uma falha de seus sensores solares. A operação de Granat foi interrompida pelo desmembramento da União Soviética em 1990. A antena de 70 metros responsável pela coleta de dados do satélite localizado na Crimeia foi encontrada após a dissolução da URSS em uma região disputada, localizada na Ucrânia . Mas o problema mais sério que afetou a vida operacional do projeto é o colapso dos recursos financeiros russos. A agência espacial francesa CNES , que esteve fortemente envolvida no projecto, teve de subvencionar o projecto para que a fase operacional não parasse.
Resultados
O SIGMA forneceu a primeira imagem do Centro Galáctico no campo dos raios X duros e possibilitou a descoberta de microquasares, semelhantes aos quasares, mas com tempos de emissão muito mais curtos. Durante as quinze campanhas realizadas acumulando 3000 horas de dados, foram identificadas cerca de quinze fontes gama, das quais um terço tinha a assinatura de um buraco negro. A suposta localização do buraco negro gigante no centro de nossa galáxia foi observada e nenhuma emissão gama pôde ser detectada.
Referências
- (em) " Granat " , NSSDC NASA (acessado em 2 de dezembro de 2012 )
- (en) " Granat " , NASA HEASARC (acedida 02 de dezembro de 2012 )
- L. Bouchet et al. , “ The Sigma / Granat Telescope: Calibration And Data Reduction ”, The Astrophysical Journal , Springer, vol. 548,20 de fevereiro de 2001, p. 990-1009
- (em) " Granat X-ray and Gamma-ray Observatory " , fas; org (acessado em 2 de dezembro de 2012 )
- (em) " Telescópio SIGMA no satélite GRANAT " , CEA IRFU (acessado em 2 de dezembro de 2012 )