AstroSat

AstroSat es el primer telescopio espacial multiespectral dedicado de la India. Fue lanzado en un PSLV-XL el 28 de septiembre de 2015. ^{[ 1 ] [ 2 ]} Con el éxito de este satélite, ISRO ha propuesto lanzar AstroSat-2 como sucesor de AstroSat . ^{[ 3 ]}

Tras el éxito del experimento indio de astronomía de rayos X (IXAE), lanzado en 1996 y transportado por satélite, la Organización India de Investigación Espacial (ISRO) aprobó en 2004 el desarrollo de un satélite astronómico completo, AstroSat . ^{[ 4 ]}

Varias instituciones de investigación astronómica de la India y del extranjero han construido conjuntamente instrumentos para el satélite. Entre las áreas importantes que requieren cobertura se incluyen estudios de objetos astrofísicos , desde objetos cercanos del Sistema Solar hasta estrellas distantes y objetos a distancias cosmológicas ; también se pueden realizar estudios de sincronización de variables, desde pulsaciones de enanas blancas calientes hasta las de núcleos galácticos activos , con escalas de tiempo que van desde milisegundos hasta días.

AstroSat es una misión astronómica multiespectral a bordo de un satélite de clase IRS en órbita ecuatorial cercana a la Tierra . Los cinco instrumentos a bordo cubren las regiones visible (320–530  nm), ultravioleta cercano (180–300  nm), ultravioleta lejano (130–180  nm), rayos X blandos (0,3–8 keV y 2–10 keV) y rayos X duros (3–80 keV y 10–150 keV) del espectro electromagnético .

El costo autorizado de Astrosat fue de ₹177,85 crore (equivalente a unos 20 millones de USD a marzo de 2025). ^{[ 5 ]} Astrosat fue lanzado con éxito el 28 de septiembre de 2015 desde el Centro Espacial Satish Dhawan a bordo de un vehículo PSLV-XL a las 10:00 AM.

AstroSat es un observatorio de propósito general impulsado por propuestas, cuyo enfoque científico principal se centra en:

• Monitorización simultánea en múltiples longitudes de onda de las variaciones de intensidad en una amplia gama de fuentes cósmicas.
• Monitoreo del cielo de rayos X en busca de nuevos transitorios.
• Estudios del cielo en las bandas de rayos X duros y ultravioleta.
• Estudios espectroscópicos de banda ancha de binarias de rayos X, núcleos galácticos activos (AGN) , remanentes de supernovas (SNR) , cúmulos de galaxias y coronas estelares.
• Estudios de la variabilidad periódica y no periódica de las fuentes de rayos X

AstroSat realiza observaciones multiespectrales que abarcan bandas espectrales de radio, ópticas, infrarrojas, ultravioletas y de rayos X. Se llevan a cabo tanto estudios individuales de fuentes de interés específicas como estudios de campo . Si bien las observaciones de radio, ópticas e infrarrojas se coordinarían mediante telescopios terrestres, las regiones de alta energía, es decir, las longitudes de onda ultravioleta, de rayos X y visibles, serían cubiertas por la instrumentación satelital dedicada de AstroSat . ^{[ 6 ]}

La misión también estudiaría datos multiespectrales casi simultáneos de diferentes fuentes variables. En un sistema binario , por ejemplo, las regiones cercanas al objeto compacto emiten predominantemente en rayos X , mientras que el disco de acreción emite la mayor parte de su luz en la banda ultravioleta/óptica, y la masa de la estrella donante brilla con mayor intensidad en la banda óptica.

El observatorio también llevará a cabo:

• Espectroscopia de baja a moderada resolución en una amplia banda de energía, con especial énfasis en el estudio de objetos emisores de rayos X.
• Estudios de sincronización de fenómenos periódicos y aperiódicos en sistemas binarios de rayos X.
• Estudios de pulsaciones en púlsares de rayos X
• Oscilaciones cuasiperiódicas , parpadeos, destellos y otras variaciones en sistemas binarios de rayos X.
• Variaciones de intensidad a corto y largo plazo en núcleos galácticos activos
• Estudios de retardo temporal en rayos X de baja/alta energía y radiación UV/óptica.
• Detección y estudio de transitorios de rayos X. ^{[ 7 ]}

En particular, la misión dirigirá sus instrumentos hacia núcleos galácticos activos, que se cree que contienen agujeros negros supermasivos. ^{[ 8 ]}

La carga útil científica contiene seis instrumentos.

• El Telescopio de Imágenes Ultravioleta (UVIT) realiza imágenes simultáneamente en tres canales: 130–180  nm, 180–300  nm y 320–530  nm. Los tres detectores son intensificadores de imagen de vacío fabricados por Photek, Reino Unido . ^{[ 9 ]} El detector FUV consta de un fotocátodo de CsI con una óptica de entrada de MgF ₂ , el detector NUV consta de un fotocátodo de CsTe con una óptica de entrada de sílice fundida y el detector visible consta de un fotocátodo de antimoniuro alcalino con una óptica de entrada de sílice fundida . El campo de visión es un círculo de ~28′ de diámetro y la resolución angular es de 1,8" para los canales ultravioleta y de 2,5″ para el canal visible. En cada uno de los tres canales se puede seleccionar una banda espectral mediante un conjunto de filtros montados en una rueda; además, para los dos canales ultravioleta se puede seleccionar una rejilla en la rueda para realizar espectroscopia sin rendija con una resolución de ~100. El diámetro del espejo primario del telescopio es de 40 cm. ^{[ 10 ]} 
• El Telescopio de Imágenes de Rayos X Blandos (SXT) emplea óptica de enfoque y una cámara CCD de agotamiento profundo en el plano focal para realizar imágenes de rayos X en la banda de 0,3 a 8,0 keV. La óptica constará de 41 capas concéntricas de espejos cónicos de lámina recubiertos de oro en una configuración aproximada de Wolter-I (área efectiva de 120 ^cm²  ) . La cámara CCD del plano focal será muy similar a la utilizada en SWIFT XRT. La CCD funcionará a una temperatura de aproximadamente -80 °C mediante refrigeración termoeléctrica. ^{[ 10 ]} 
• El contador proporcional de rayos X de gran área (LAXPC) cubre estudios espectrales de baja resolución y de sincronización de rayos X en una amplia banda de energía (3–80 keV). Astrosat utilizará un grupo de 3 contadores proporcionales de rayos X de gran área (LAXPC) idénticos y alineados, cada uno con una configuración multicapa y de múltiples cables y un campo de visión de 1° × 1°. Estos detectores están diseñados para lograr (I) una amplia banda de energía de 3–80 keV, (II) una alta eficiencia de detección en toda la banda de energía, (III) un campo de visión estrecho para minimizar la confusión de fuentes, (IV) una resolución energética moderada , (V) un bajo fondo interno y (VI) una larga vida útil en el espacio. El área efectiva del telescopio es de ⁶⁰⁰⁰  cm² . ^{[ 10 ]}
• El generador de imágenes de telururo de cadmio y zinc (CZTI) es un generador de imágenes de rayos X duros. Consta de una matriz de detectores de telururo de cadmio y zinc pixelados con un área efectiva de 500  cm² y un rango de energía de 10 a 150 ^keV  . ^{[ 10 ]} Los detectores tienen una eficiencia de detección cercana al 100 % hasta 100 keV y una resolución energética superior (~2 % a 60 keV) en comparación con los contadores de centelleo y proporcionales. Su pequeño tamaño de píxel también facilita la obtención de imágenes de resolución media en rayos X duros. El CZTI estará equipado con una máscara codificada bidimensional para fines de obtención de imágenes. La distribución del brillo del cielo se obtendrá aplicando un procedimiento de deconvolución al patrón de sombra de la máscara codificada registrado por el detector. Además de los estudios espectroscópicos, el CZTI podrá realizar mediciones de polarización sensibles para fuentes brillantes de rayos X galácticos en el rango de 100 a 300 keV. ^{[ 11 ]}
• El Monitor de Escaneo del Cielo (SSM) consta de tres contadores proporcionales sensibles a la posición, cada uno con una máscara codificada unidimensional, de diseño muy similar al Monitor de Cielo Completo del satélite RXTE de la NASA . El contador proporcional, relleno de gas, tendrá cables resistivos como ánodos. La relación de la carga de salida en ambos extremos del cable proporcionará la posición de la interacción de rayos X, generando un plano de imagen en el detector. La máscara codificada, compuesta por una serie de rendijas, proyectará una sombra sobre el detector, a partir de la cual se derivará la distribución del brillo del cielo.
• El Monitor de Partículas Cargadas (CPM) se incluirá como parte de la carga útil de Astrosat para controlar el funcionamiento de LAXPC, SXT y SSM. Aunque la inclinación orbital del satélite será de 8 grados o menos, en aproximadamente dos tercios de las órbitas, el satélite pasará un tiempo considerable (15-20 minutos) en la región de la Anomalía del Atlántico Sur (SAA), que presenta altos flujos de protones y electrones de baja energía. El alto voltaje se reducirá o se desactivará utilizando datos del CPM cuando el satélite entre en la región SAA para evitar daños a los detectores y minimizar el efecto de envejecimiento en los Contadores Proporcionales.

El Centro de Comando y Control Terrestre para Astrosat es la Red de Telemetría, Seguimiento y Comando de ISRO (ISTRAC) en Bangalore, India. El comando y control de la nave espacial y la descarga de datos científicos es posible durante cada paso visible sobre Bangalore. 10 de las 14 órbitas por día son visibles para la estación terrestre. ^{[ 12 ]} El satélite es capaz de recopilar 420 gigabits de datos cada día que pueden ser descargados durante las 10 órbitas visibles por el centro de recepción de datos y seguimiento de ISRO en Bangalore. Una tercera antena de 11 metros en la Red India del Espacio Profundo (IDSN) entró en funcionamiento en julio de 2009 para rastrear Astrosat .

ISRO ha establecido una unidad de apoyo para AstroSat en IUCAA , Pune . En mayo de 2016 se firmó un memorando de entendimiento entre ISRO e IUCAA. Esta unidad se creó para brindar a la comunidad científica la oportunidad de presentar propuestas sobre el procesamiento y uso de los datos de AstroSat. La unidad proporcionará los materiales, herramientas, capacitación y asistencia necesarios a los observadores invitados. ^{[ 13 ]}

El proyecto Astrosat es un esfuerzo de colaboración entre muchas instituciones de investigación diferentes. Los participantes son:

• Abril de 2009  : Científicos del Instituto Tata de Investigación Fundamental (TIFR) han completado la fase de desarrollo de cargas útiles científicas complejas y han comenzado a integrarlas antes de la entrega del satélite Astrosat  de 1650 kg . Se han superado los desafíos en el diseño de las cargas útiles y el sistema de control de actitud, y en una reciente reunión del comité de revisión, se decidió que la entrega de la carga útil al Centro de Satélites de ISRO comenzará a mediados de 2009 y continuará hasta principios de 2010 para permitir el lanzamiento de ASTROSAT en 2010 utilizando el cohete PSLV-C34 de ISRO. ^{[ 15 ]}
• Mayo de 2015  : La integración de Astrosat está completa y se están realizando las pruebas finales. ISRO emitió un comunicado de prensa en el que afirma que "Está previsto que el satélite sea lanzado durante la segunda mitad de 2015 por el PSLV C-34 a una órbita cercana al ecuador de 650 km alrededor de la Tierra". ^{[ 16 ]}
• 24 de julio de 2015: Termovac completado. Paneles solares instalados. Inicio de las pruebas de vibración finales. ^{[ 10 ]}
• 10 de agosto de 2015: Todas las pruebas superadas. Revisión previa al envío completada con éxito. ^{[ 10 ]}
• 28 de septiembre de 2015: ASTROSAT ha sido lanzado con éxito a la órbita. ^{[ 17 ]}
• 15 de abril de 2016: El satélite ha completado su verificación de rendimiento y ha comenzado sus operaciones. ^{[ 18 ]}
• 29 de septiembre de 2018: El satélite ha cumplido 3 años desde su lanzamiento en 2015. Ha observado más de 750 fuentes y ha dado lugar a cerca de 100 publicaciones en revistas revisadas por pares. ^{[ 19 ]}
• 29 de septiembre de 2020: El satélite completó su vida útil de misión de 5 años y seguirá operativo durante muchos años. ^{[ 20 ]}
• 29 de septiembre de 2025  : El satélite cumplió 10 años en órbita. ^{[ 21 ]} URSC organizó una conferencia para conmemorar el estudio decenal de datos satelitales en Bengaluru. ^{[ 22 ]}

El 5 de enero de 2017, Astrosat detectó una ráfaga de rayos gamma. Existía confusión sobre si este evento estaba relacionado con la señal de ondas gravitacionales detectada por LIGO proveniente del evento de fusión de agujeros negros GW170104, ocurrido el 4 de enero de 2017. ^{[ 23 ]} Astrosat ayudó a diferenciar entre ambos eventos. La ráfaga de rayos gamma del 4 de enero de 2017 se identificó como una explosión de supernova distinta que formaría un agujero negro. ^{[ 23 ]}

Astrosat también capturó el raro fenómeno de una pequeña estrella de 6 mil millones de años, o rezagada azul, alimentándose y absorbiendo la masa y la energía de una estrella compañera más grande. ^{[ 24 ]}

El 31 de mayo de 2017, Astrosat , el Observatorio de rayos X Chandra y el Telescopio Espacial Hubble detectaron simultáneamente una explosión coronal en la estrella más cercana que alberga planetas, Proxima Centauri ^{[ 25 ] [ 26 ].}

El 6 de noviembre de 2017, Nature Astronomy publicó un artículo de astrónomos indios que medían las variaciones de la polarización de rayos X del púlsar del Cangrejo en la constelación de Tauro. ^{[ 27 ] [ 28 ]} Este estudio fue un proyecto realizado por científicos del Instituto Tata de Investigación Fundamental , Mumbai; el Centro Espacial Vikram Sarabhai , Thiruvananthapuram; el Centro de Satélites ISRO, Bengaluru; el Centro Interuniversitario de Astronomía y Astrofísica , Pune; y el Laboratorio de Investigación Física , Ahmedabad. ^{[ 28 ]}

En julio de 2018, Astrosat capturó una imagen de un cúmulo de galaxias especial situado a más de 800 millones de años luz de la Tierra. Denominado abell 2256, este cúmulo está formado por tres cúmulos de galaxias independientes que se están fusionando para formar, en el futuro, un único cúmulo masivo. Este cúmulo contiene más de 500 galaxias y es casi 100 veces más grande y más de 1500 veces más masivo que nuestra propia galaxia. ^{[ 29 ]}

El 26 de septiembre de 2018, se publicaron los datos de archivo de AstroSat. ^{[ 30 ]} Al 28 de septiembre de 2018, los datos de AstroSat habían sido citados en aproximadamente 100 publicaciones en revistas arbitradas. Se espera que esta cifra aumente tras la publicación de los datos de AstroSat. ^{[ 31 ]}

En 2019, AstroSat observó un estallido de rayos X muy raro en el sistema binario Be/rayos X RX J0209.6-7427. Solo se han observado un par de estallidos raros de esta fuente que alberga una estrella de neutrones. El último estallido se detectó en 2019 después de aproximadamente 26 años. Se descubrió que la estrella de neutrones en acreción en este sistema binario Be/rayos X era un púlsar de rayos X ultraluminoso (ULXP), lo que lo convierte en el segundo ULXP más cercano y el primero en nuestra galaxia vecina en las Nubes de Magallanes . Esta fuente es el primer púlsar ULX descubierto con la misión AstroSat y solo el octavo púlsar ULX conocido. ^{[ 32 ] [ 33 ] [ 34 ]}

En agosto de 2020, AstroSat detectó luz ultravioleta extrema proveniente de una galaxia ubicada a 9300 millones de años luz de la Tierra. La galaxia, denominada AUDFs01, fue descubierta por un equipo de astrónomos liderado por Kanak Saha del Centro Interuniversitario de Astronomía y Astrofísica de Pune. ^{[ 35 ] [ 36 ]}

En agosto de 2025, investigadores de ISRO, la Universidad de Haifa , URSC e IIT-Guwahati observaron los orígenes del parpadeo de rayos X en un agujero negro llamado GRS 1915+105 y descubrieron que su brillo de rayos X alternaba entre fases brillantes y tenues, cada una con una duración de varios cientos de segundos. Este descubrimiento proporcionará información crucial sobre cómo los agujeros negros interactúan con la materia circundante y liberan energía. ^{[ 37 ]}

En 2019 se estrenó un documental titulado Indian Space Dreams sobre el proceso de desarrollo de Astrosat, dirigido por Sue Sudbury. ^{[ 38 ]}

• 
  Imágenes FUV del cúmulo NGC-1851
• 
  Messier 74 captado por Astrosat

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