ART-XC

Az ART-XC  egy röntgenteleszkóp , amelyet az Orosz Tudományos Akadémia Űrkutatási Intézete és az RFNC-VNIIEF [1] hozott létre ; a német eROSITA távcsővel együtt a Spektr-RG orosz űrobszervatórium része . A név jelentése "Astronomical Roentgen Telescope - X-ray Concentrator" ( angolul . "Astronomical X-ray telescope - X-ray Concentrator"). A projekt tudományos témavezetője a fizika-matematika doktora. Tudományok Mikhail Pavlinskiy , IKI RAS [2] .

Leírás

A teleszkóp 6-30 keV (kiloelektronvolt) energiatartományban üzemel, és 7 modul sikló röntgentükörrel rendelkezik , amelyeket az amerikai Marshall Space Flight Center gyártott (a távcső tesztvezérlő és befejező mintájának tükrei készültek). Oroszországban az RFNC-VNIIEF speciálisan létrehozott kutatási és gyártási bázisán) [2] [3] . A teleszkóp érzékenysége a korábbi orosz teleszkópokhoz képest 40-szeresére nőtt. A teleszkóp teste  szénszálból készült . A teleszkóp 3,5 m magas és 350 kg tömegű . A látószög 30 perc ív. Az effektív bemeneti apertúra 450 cm 2 ( 8 keV energiánál ) , a szögfelbontás 45 ívmásodperc [2] [3] [4] . A teleszkóp 9 év alatt készült el .

A 2,7 méteres gyújtótávolságú, I. típusú Voltaire teleszkóp séma szerint összeállított hét legeltetéses tükörkészlet ( modulonként 28 pár egymásba ágyazott tükörhéj) mindegyike a röntgensugarakat egy pozícióérzékeny detektorra fókuszálja fókuszsíkja fénytől védve, átlátszó, 100 µm vastag berillium ablak . A tükrök nikkel és kobalt ötvözetből állnak, munkafelületüket 10 nm vastag irídiumréteggel vonják be a visszaverődési együttható növelése érdekében. Az egyes modulok hossza 58,0 cm , a tükrök átmérője 4,9-14,5 cm . Minden modul egymással párhuzamosan helyezkedik el, vagyis az égbolt ugyanazt a részét nézik; ráadásul a Spektr-RG obszervatóriumban a második eROSITA távcsővel párhuzamosan, a műhold főtengelye mentén és a Nap irányára merőlegesen vannak felszerelve. A műholdnak a Nap felé irányuló tengely körüli forgása körülbelül 4 órás időtartammal lehetővé teszi, hogy a teleszkópok fél év alatt, a Föld keringési pályájának felének áthaladása alatt teljesen átvizsgálják a teljes égi gömböt [2] [3 ] [4] .

A hét detektor mindegyike egy kiváló minőségű, 30 × 30 × 1 mm méretű , kadmium-tellurid félvezető egykristályból áll (a munkaterület egy 28,56 mm átmérőjű kör ), és egy kétoldalas szalag (szalag) detektor. - DSSD. Az egykristályokat az Acrorad (Japán) termesztette. A kristályon található az IKI RAS-ban kifejlesztett elektródarendszer, amely 48 × 48 pixel méretű Schottky-diódák mátrixát alkotja . Az elektródák 520 µm széles , egymástól 75 µm távolságra elhelyezkedő párhuzamos csíkokból állnak ; a kristály felső ( anódos ) oldalán lévő sávok merőlegesek az alsó ( katód ) oldali sávokra. A felső sávok arany- és platinarétegekből, az alsó sávok alumínium-, titán- és aranyrétegekből állnak (a teleszkóp tengelye mentén fentről lefelé felsorolva). A sávrendszereket mindkét oldalon védőgyűrű veszi körül. Minden négyzetes pixel oldalmérete 595 µm , ami 45 ívmásodperces szögfelbontást biztosít . Az egyes detektorok adatainak kiolvasását a Gamma Medica-Ideas (Norvégia) által kifejlesztett VA64TA1 speciális chippár ( ASIC ) végzi; mindkét mikroáramkör, az érzékelő, a hőérzékelő és a Peltier hűtő egyetlen modulba van integrálva. A detektor üzemi hőmérséklete -30 °C , energiafelbontása 10% 14 keV energiánál és -100 V fordított előfeszítésnél . A teljes detektor szivárgó árama +10 °C -on 2...3 nA . A detektor vezérlő áramköreinek sugárzási ellenállása meghaladja a 200 krad (2 kGy ) értéket. Az érzékelő zárt, magnézium-alumínium ötvözetből készült, réz ( 1 mm ) és ón ( 1 mm ) réteggel bevont tokba van szerelve, beépített berillium ablakkal; Indítás előtt a hajótesteket száraz nitrogénnel töltik fel, indítás után külső vákuummal kommunikálnak. Az érzékelő egységek két elektronikus egység között vannak elosztva (négy az elsőben és három a másodikban), amelyek kis- és nagyfeszültségű tápellátást is biztosítanak az érzékelőegységeknek; az elektronikai egységek kommunikációja a fedélzeti számítógéppel a soros interfész egységen keresztül történik. Az analóg előállítás és az A/D jel átalakítása körülbelül 100 µs , az ezt követő digitális adatfeldolgozás a detektorelektronika által 840 µs ; így a detektor holtideje minden benne regisztrált esemény után 940 μs . Az érzékelő három trigger módban működhet : triggerelés a küszöbérték túllépése esetén bármely alsó sávból; ugyanaz bármely felső sávból; véletlenül a felső és az alsó sávból. A detektorban lévő minden eseményről telemetriai keretben továbbított információ (hat 16 bites szó) tartalmazza az esemény időpontját, az alsó maximális töltésű sáv számát, a jel amplitúdóját ebben a sávban, az amplitúdókat két sávban. szomszédos sávokra, ugyanazok az adatok a felső sávokra. Az eseményidő meghatározása 21,33 µs -os lépésekben történik [2] [3] [4] .

A detektorok repülés közbeni energiakalibrálása karra szerelt americium-241 ( γ -vonal 59,5 keV ) és vas-55 ( γ -vonal 5,9 keV ) radioizotóp gammaforrásokkal történik, amelyeket léptetőmotorral juttatnak a detektorokhoz [ 4 ] .

A teleszkóp által a fedélzeti tápegységről felvett teljesítmény 300 W. Mind a 7 teleszkópdetektortól várható adatáramlás körülbelül 150 megabájt/nap [2] [3] [4] .

Létrehozási előzmények

Az ART-XC előtt hazai röntgenteleszkópokat szereltek fel a Szaljut-4 (1974), Mir (Kvant, 1987) és Granat (1989) orbitális állomásokon, az Astron (1983) és a Gamma » (1990) orbitális állomásokon.

• A röntgenteleszkóp projekt az 1990-es években jelent meg.
• 2007-ben az RFNC-VNIIEF csatlakozott a projekthez. A VNIIEF szakemberei először Oroszországban fejlesztettek ki csúszó típusú röntgentükröket, majd távcsövet terveztek és építettek. Összesen négy prototípus készült a teleszkópból. Mindegyikük számos teszten ment át (vibrodinamikai, termikus vákuum, erőforrás).
• 2016 decemberében a távcső repülési modelljét átadták az S. A. Lavochkinről elnevezett NPO-nak.

A távcső építésében részt vevő szervezetek

• RFNC-VNIIEF  – csúszó típusú tükrök tesztrendszerének létrehozása; a teleszkóp tervezése és gyártása [5] .
• Marshall Space Flight Center  - tükörmodulok készítése.
• Az Orosz Tudományos Akadémia Űrkutatási Intézete  - a röntgen-fémoptika gyártására szolgáló technológia létrehozása, a tápegységek és a kadmium-tellurid alapú félvezető érzékelők (az RFNC-VNIIEF-fel együtt), fedélzeti gyártása. számítógép és memória, hőkiegyenlítő rendszer, csillagérzékelő, valamint detektorok és tükrök röntgen kalibrálása és beállítása.
• NPO "Tekhnologiya"  - a test gyártása szénszálból.
• PJSC "Krasnoye Sormovo"  - titán karimák létrehozása.
• Az NPO Molniya és az RCC Progress  része a távcsőteszteknek.

Lásd még

• eROSITA

Jegyzetek

1. ↑ Az első orosz röntgenteleszkóp a mélyűrbe  // Tudomány és élet . - 2017. - 9. sz . - S. 10-12 . Archiválva az eredetiből 2017. október 7-én. (Orosz)
2. ↑ 1 2 3 4 5 6 Asztrofizikai projekt Spektr-X-ray-Gamma. ART-XC Telescope archiválva 2017. október 7-én a Wayback Machine -nél . — IKI RAS.
3. ↑ 1 2 3 4 5 ART-XC az SRG-n Archiválva : 2019. július 13. a Wayback Machine -nél . NASA Marshall Űrrepülési Központ
4. ↑ 1 2 3 4 5 Levin V. et al. ART-XC/SRG: a röntgen fókuszsík detektor fejlesztésének állapota  (eng.)  // Proc. SPIE 9144, Space Telescopes and Instrumentation 2014: Ultraviolet to Gamma Ray (2014. július 25.);. - 2014. - P. 914413. - doi : 10.1117 / 12.2056311 .
5. ↑ Százezer új galaxis megtekintése (elérhetetlen link) . Udmurtskaya Pravda (2017. július 23.). Letöltve: 2018. december 17. Az eredetiből archiválva : 2018. december 18. (határozatlan) 

Linkek

• Asztrofizikai projekt Spektr-X-ray-Gamma. ART-XC távcső