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Articulo de referencia

Granat

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El Observatorio Astrofísico Internacional «GRANAT» (conocido habitualmente como Granat ; en ruso : Гранат , literalmente granada ) fue un observatorio espacial soviético (posteriormente ruso) desarrollado en colaboración con Francia, Dinamarca y Bulgaria . Fue lanzado el 1 de diciembre de 1989 a bordo de un cohete Proton y colocado en una órbita altamente excéntrica de cuatro días , de los cuales tres se dedicaron a observaciones. Estuvo en funcionamiento durante casi nueve años.

En septiembre de 1994, tras casi cinco años de observaciones dirigidas, se agotó el suministro de gas para el control de actitud y el observatorio pasó a un modo de observación no dirigida. Las transmisiones cesaron definitivamente el 27 de noviembre de 1998. [ 3 ]

Con siete instrumentos diferentes a bordo, Granat fue diseñado para observar el universo en energías que van desde los rayos X hasta los rayos gamma . Su instrumento principal, SIGMA, era capaz de obtener imágenes tanto de fuentes de rayos X duros como de rayos gamma blandos. El instrumento PHEBUS estaba destinado a estudiar los estallidos de rayos gamma y otras fuentes transitorias de rayos X. Otros experimentos, como ART-P, estaban diseñados para obtener imágenes de fuentes de rayos X en el rango de 35 a 100 keV . Un instrumento, WATCH, fue diseñado para monitorear el cielo continuamente y alertar a los demás instrumentos sobre fuentes de rayos X nuevas o interesantes. El espectrómetro ART-S cubría el rango de energía de rayos X, mientras que los experimentos KONUS-B y TOURNESOL cubrían tanto el espectro de rayos X como el de rayos gamma. 

Astronave

Granat era una nave espacial estabilizada en tres ejes y la última de la serie 4MV producida por la Asociación de Producción Científica Lavochkin . Era similar al observatorio Astron, que estuvo operativo entre 1983 y 1989; por esta razón, la nave espacial se conocía originalmente como Astron 2. Pesaba 4,4 toneladas métricas y transportaba casi 2,3 toneladas métricas de instrumentación científica internacional. Granat medía 6,5  ​​m de altura y tenía una envergadura total de 8,5 m en sus paneles solares . La potencia disponible para los instrumentos científicos era de aproximadamente 400 W. [ 1 ] 

Lanzamiento y órbita

Vehículo de lanzamiento Proton que transporta Granat

La nave espacial fue lanzada el 1 de diciembre de 1989 a bordo de un cohete Proton-K desde el Cosmódromo de Baikonur en la RSS de Kazajistán . Se colocó en una órbita altamente excéntrica de 98 horas con un apogeo / perigeo inicial de 202 480  km/1760  km respectivamente y una inclinación de 51,9 grados. [ 4 ] Esto significaba que las perturbaciones solares y lunares aumentarían significativamente la inclinación de la órbita a la vez que reducían su excentricidad, de modo que la órbita se había vuelto casi circular para cuando Granat completó sus observaciones dirigidas en septiembre de 1994. (Para 1991, el perigeo había aumentado a 20 000  km; para septiembre de 1994, el apogeo/perigeo era de 59 025  km / 144 550 km con una inclinación de 86,7 grados).  

Tres días de los cuatro días de órbita se dedicaron a observaciones. [ 8 ] Después de más de nueve años en órbita, el observatorio finalmente reingresó a la atmósfera terrestre el 25 de mayo de 1999. [ 2 ]

Instrumentación

SIGMA

Instrumento SIGMA

El telescopio SIGMA de rayos X duros y rayos gamma de baja energía fue una colaboración entre CESR (Toulouse) y CEA (Saclay). Cubría el rango de energía de 35 a 1300  keV, [ 5 ] con un área efectiva de 800 cm²  y un campo de visión de sensibilidad máxima de ~5°×5°. La resolución angular máxima era de 15 arcmin. [ 9 ] La resolución energética era del 8% a 511 keV. [ 8 ] Sus capacidades de imagen se derivaban de la asociación de una máscara codificada y un detector sensible a la posición basado en el principio de la cámara de Anger. [ 3 ]  

ART-P

Instrumento ART-P

El telescopio de rayos X ART-P era responsabilidad del IKI en Moscú . El instrumento cubría el rango de energía de 4 a 60  keV para imágenes y de 4 a 100  keV para espectroscopia y cronometraje. Había cuatro módulos idénticos del telescopio ART-P, cada uno compuesto por un contador proporcional multihilo sensible a la posición (MWPC) junto con una máscara codificada URA. Cada módulo tenía un área efectiva de aproximadamente 600 cm²  , produciendo un campo de visión de 1,8° x 1,8°. La resolución angular era de 5 arcmin ; las resoluciones temporal y energética eran de 3,9 ms y 22% a 6 keV, respectivamente. [ 6 ] El instrumento alcanzó una sensibilidad de 0,001 de la fuente de la Nebulosa del Cangrejo (= 1 "mCrab") en una exposición de ocho horas. La resolución temporal máxima era de 4 ms. [ 3 ] [ 8 ]   

LETRAS

El espectrómetro de rayos X ART-S, también construido por el IKI, cubría el rango de energía de 3 a 100  keV. Su campo de visión era de 2° x 2°. El instrumento constaba de cuatro detectores basados ​​en MWPC espectroscópicos , con un área efectiva de 2400 cm²  a 10 keV y 800 cm² a 100 keV . La resolución temporal era de 200 microsegundos . [ 3 ]   

FEBÚS

El experimento PHEBUS fue diseñado por CESR (Toulouse) para registrar eventos transitorios de alta energía en el rango de 100  keV a 100  MeV. Consistía en dos detectores independientes y su electrónica asociada . Cada detector consistía en un cristal de germanato de bismuto (BGO) de 78  mm de diámetro y 120  mm de espesor, rodeado por una cubierta de plástico anticoincidencia. Los dos detectores estaban dispuestos en la nave espacial para observar 4 π estereorradianes . El modo de ráfaga se activaba cuando la tasa de conteo en el rango de energía de 0,1 a 1,5  MeV superaba el nivel de fondo en 8 sigma en 0,25 o 1,0 segundos. Había 116 canales de energía. [ 3 ]

MIRAR

A partir de enero de 1990, cuatro instrumentos WATCH, diseñados por el Instituto Danés de Investigación Espacial , estuvieron en funcionamiento en el observatorio Granat. Estos instrumentos podían localizar fuentes brillantes en el  rango de 6 a 180 keV con una precisión de 0,5° mediante un colimador de modulación rotacional . En conjunto, los tres campos de visión de los instrumentos cubrían aproximadamente el 75 % del cielo. La resolución energética era del 30 % FWHM a 60  keV. Durante los períodos de calma, las tasas de conteo en dos bandas de energía (de 6 a 15 y de 15 a 180  keV) se acumulaban durante 4, 8 o 16 segundos, dependiendo de la memoria disponible del ordenador de a bordo. Durante un evento transitorio o de ráfaga, las tasas de conteo se acumulaban con una resolución temporal de 1 segundo por cada 36 canales de energía. [ 3 ]

KONUS-B

El instrumento KONUS-B, diseñado por el Instituto Físico-Técnico Ioffe en San Petersburgo , constaba de siete detectores distribuidos alrededor de la nave espacial que respondían a fotones con energías de 10  keV a 8  MeV. Estos detectores consistían en cristales centelleadores de NaI (Tl) de 200 mm de diámetro y 50 mm de espesor , situados detrás de una ventana de entrada de Be . Las superficies laterales estaban protegidas por una capa de plomo de 5 mm de espesor. El umbral de detección de ráfagas era de 500 a 50 microjulios por metro cuadrado (5 × 10⁻⁷ a 5 × 10⁻⁸ erg / cm² ) , dependiendo del espectro de la ráfaga y el tiempo de subida . Los espectros se tomaron en dos analizadores de altura de pulso (PHA) de 31 canales , de los cuales los primeros ocho se midieron con una resolución temporal de 1/16 s y los restantes con resoluciones temporales variables según la tasa de conteo. El rango de resoluciones abarcaba de 0,25 a 8 s.         

El instrumento KONUS-B estuvo operativo desde el 11 de diciembre de 1989 hasta el 20 de febrero de 1990. Durante ese período, el tiempo de funcionamiento del experimento fue de 27 días. Se detectaron unos 60 destellos solares y 19 estallidos de rayos gamma cósmicos. [ 3 ]

TOURNESOL

El instrumento francés TOURNESOL constaba de cuatro contadores proporcionales y dos detectores ópticos . Los contadores proporcionales detectaban fotones entre 2  keV y 20  MeV en un campo de visión de 6° x 6°. Los detectores visibles tenían un campo de visión de 5° x 5°. El instrumento fue diseñado para buscar contrapartes ópticas de fuentes de ráfagas de alta energía, así como para realizar análisis espectrales de los eventos de alta energía. [ 3 ]

Resultados científicos

Durante los primeros cuatro años de observaciones dirigidas, Granat observó numerosas fuentes de rayos X galácticas y extragalácticas, con especial énfasis en la obtención de imágenes profundas y la espectroscopia del Centro Galáctico , observaciones de banda ancha de candidatos a agujeros negros y novas de rayos X. Después de 1994, el observatorio pasó al modo de exploración y llevó a cabo un sondeo sensible de todo el cielo en la banda de energía de 40 a 200  keV.

Algunos de los aspectos más destacados fueron:

Impacto de la disolución de la Unión Soviética

Tras la disolución de la Unión Soviética , surgieron dos problemas para el proyecto. El primero era de índole geopolítica: el principal centro de control de la nave espacial se encontraba en las instalaciones de Yevpatoria , en la región de Crimea . Este centro de control era fundamental para el programa espacial soviético, ya que era uno de los dos únicos del país equipados con una antena parabólica RT-70  de 70 m . Con la desintegración de la Unión, la región de Crimea pasó a formar parte de la recién independizada Ucrania y el centro quedó bajo control nacional ucraniano, lo que generó nuevos obstáculos políticos. [ 1 ]

El problema principal y más urgente, sin embargo, radicaba en encontrar fondos para mantener el funcionamiento de la nave espacial en medio de la crisis presupuestaria en la Rusia postsoviética. La agencia espacial francesa , que ya había contribuido significativamente al proyecto (tanto científica como financieramente), se encargó de financiar directamente las operaciones en curso. [ 1 ]

Véase también

Referencias

Dominio público Este artículo incorpora material de dominio público procedente de sitios web o documentos de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) .

  1. 1 2 3 4 5 "Observatorio de rayos X y rayos gamma de Granat" . La Federación de Científicos Americanos. Archivado del original el 6 de febrero de 2007. Recuperado el 6 de diciembre de 2007 .
  2. 1 2 3 "Reentradas de 1999" (PDF) . The Aerospace Corporation, Centro de Estudios de Desechos Orbitales y de Reentrada. Archivado del original (PDF) el 22 de enero de 2005. Consultado el 6 de diciembre de 2007 .
  3. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 "GRANAT" . NASA HEASARC. Archivado del original el 6 de marzo de 2016. Recuperado el 5 de diciembre de 2007 .
  4. 1 2 3 (en ruso) NG Kuleshova, ID Tserenin, AI Sheikhet, de NPO Lavochkin , Observatorio Astrofísico Orbital "Granat": Problemas de control Archivado el 31-10-2007 en Wayback Machine , Zemlya i Vselennaya , 1994, n.º 2. Solo se utilizan aquí cuatro filas de una tabla de veinte.
  5. 1 2 Mandrou P, Jourdain E. et al. Resumen de observaciones de dos años con SIGMA a bordo de GRANAT , A&A Supplement Series , 1993, n.º 97.
  6. 1 2 Molkov, SV, Grebenev, SA, Pavlinsky, MN, Sunyaev. "OBSERVACIONES DE GRANAT/ART-P DE GX3+1: ESTALLIDO DE RAYOS X DE TIPO I Y EMISIÓN PERSISTENTE", Mar 1999. 4pp. arXiv e-Print (astro-ph/9903089v1) .
  7. 1 2 3 4 5 6 "El satélite Granat" . NASA HEASARC ¡Imagina el universo! Archivado del original el 14 de mayo de 2014. Recuperado el 5 de diciembre de 2007 .
  8. 1 2 3 4 5 6 "Observatorio Astrofísico Internacional "GRANAT"" . IKI RAN . Consultado el 5 de diciembre de 2007 .
  9. 1 2 M.G. Revnivtsev, RA Sunyaev, MR Gilfanov, EM Churazov, A. Goldwurm, J. Paul, P. Mandrou y JP Roques " Un estudio del cielo en rayos X duros con el telescopio SIGMA del observatorio GRANAT ", (2004) Astronomy Letters , vol. 30, págs. 527-533
  10. ↑ "Telescopio SIGMA" . IKI RAN . Consultado el 25 de mayo de 2008 .
  • Logotipo de Wikimedia CommonsContenido multimedia relacionado con Granat (observatorio espacial) en Wikimedia Commons.
  • Páginas web oficiales del Observatorio GRANAT: Inglés Ruso
  • HEASARC de la NASA – Observatorios – Granat
  • Enciclopedia Astronáutica: En este día
  • Red Global de Telescopios: Granat
  • Página espacial de Gunter: Granat (Astron 2)