Обладнання космічних місій, дані з яких доступні в Центрі
INTEGRAL (INTErnational Gamma-Ray Astrophysics Laboratory)
Космічна місія Європейського космічного агенства (European Space Agency, ESA) INTEGRAL (INTErnational Gamma-Ray Astrophysics Laboratory, Міжнародна лабораторія гама-астрофізики), виведена на орбіту в жовтні 2002 року, призначена для дослідження високоенергетичних процесів в астрономічних об’єктах, що супроводжуються генеруванням жорсткого рентгенівського та гама- випромінювання. Серед них - релятивістські джети та акреційні диски в активних ядрах галактик, Наднові зорі та залишки Наднових зір, космологічні гама-спалахи тощо. Інструментарій місії INTEGRAL включає:
- спектрометр SPI для спектрального аналізу точкових джерел гама-випромінювання в діапазоні 20 кеВ - 8 МеВ з енергетичним розділенням 2 кеВ @ 1 МеВ;
- телескоп, що будує зображення (Imager) IBIS в діапазоні 15 кеВ - 10 МеВ з полем зору 8.3 x 8.0 градусів, та кутовим розділенням 12 кутових хвилин;
- рентгенівський монітор JEM-X, що здійснюватиме одночасні спостереження із головними (SPI та IBIS) гама-телескопами в діапазоні 3-35 кеВ з полем зору 4.8 градусів, з кутовим розділенням 3 кутові хвилини та з енергетичним розділенням 1.3 кеВ @ 10 кеВ;
- камеру оптичного моніторингу ОМС в складі 50 мм лінзи та ПЗЗ-камери (площа зображення = 1024 x 1024 пікселів) з інтервалом довжин хвиль 500 - 600 нм ( V-фільтр Джонсона), з полем зору 5х5 градусів та з кутовим розділенням 23 кутові секунди.
XMM-Newton (X-ray Multi-Mirror Mission)
Космічна місія Європейського космічного агенства (European Space Agency, ESA) XMM-Newton (X-ray Multi-Mirror Mission, Рентгенівська мульти-дзеркальна місія) запущена в грудні 1999 року, призначена для дослідження рентгенівського випромінювання астрономічних об’єктів. Рентгенівський діапазон відкриває нове вікно в дослідженнях високоенергетичних процесів, що супроводжуються генеруванням теплового та нетеплового рентгенівського випромінювання в астрофізичних процесах різних масштабів – від сонячних спалахів до скупчень галактик та космологічних гама-спалахів.
В склад місії XMM-Newton входять три типи детекторів:
- cпектрометр з відбиваючою решіткою (Reflection Grating Spectrometer (RGS)) в складі двох ідентичних спектрометрів для високо-роздільної рентгенівської спектроскопії та спектрофотометрії зі смугою пропускання 0.35–2.5 кеВ, полем зору 5 кутових хвилин, спектральною роздільною здатністю 3.2/2.0 (-1/-2 пор.) еВ @ 1кеВ;
- європейська фотонна камера, що будує зображення (European Photon Imaging Camera (EPIC)) в складі 3 ПЗЗ камер для побудови рентгенівських зображень, спектроскопії з помірним розділенням та рентгенівської фотометрії. З них 2 MOS (Metal Oxide Semi-conductor) камери та одна pn камера зі смугами пропускання 0.15–12 кеВ, полем зору 30 кутових хвилин, спектральною роздільною здатністю 70–80 еВ @ 1кеВ;
- оптичний монітор (Optical Monitor (OM)) для побудови оптичних/УФ зображень та гратково-призмової (grating prism, grism) спектроскопії зі смугою пропускання 180–600 нм, полем зору 17 кутових хвилин, роздільною здатністю λ/Δλ=180.
Fermi Gamma-ray Space Telescope (FGST)
Космічний гамма-телескоп Фермі (Fermi Gamma-ray Space Telescope, FGST, раніше називався Gamma-ray Large Area Space Telescope, GLAST) – це міжнародна космічна місія, запущена в червні 2008 року і призначена для дослідження високоенергетичних процесів у Всесвіті, що супроводжуються генерацією електромагнітного випромінювання з найвищими енергіями гама-випромінювання – з максимальною енергією до 1 ТеВ. Фізичні умови в космічних ТеВатронах – прискорювачах космічних променів до енергій у десятки та сотні ТеВ – виходять за межі Стандартної Теорії. Серед них – релятивістські джети та акреційні диски в активних ядрах галактик, Наднові зорі та залишки Наднових, космологічні гама-спалахи тощо.
Космічний гама-телескоп Фермі включає два наукові інструменти:
- телескоп великої площі (Large Area Telescope, LAT), детектор гама-випромінювання (з перетворенням фотона в електрон-позитронну пару та відновленням початкової траєкторії фотона та його енергії з даних мікростріпових детекторів і сцинтиляторного калориметра, відповідно) в діапазоні 20 МеВ – 300 ГеВ, з полем зору ~ 20% неба та скануванням усього неба кожні три години. Характеристики Fermi LAT (після 10 років роботи, Pass 8 Release 3 Version 3): ефективна площа ~ 0,9 м2, ефективна площа, інтегрована по тілесному куту~ 2,5 м2•sr при 1–1000 ГеВ, ФРТ (68% потоку) при E>100 ГеВ 0,1 град, енергетична роздільна здатність ΔE/E (68% потоку) 0,06 при 10 Гев;
монітор гама-спалахів (Gamma-ray Burst Monitor, GBM) призначений для дослідження транзієнтних джерел: гама-спалахів і сонячних спалахів по всьому небу, не екранованому Землею, і складається з 14 сцинтиляційних детекторів (дванадцять кристалів йодистого натрію для діапазону 8 кеВ – 1 МеВ і два кристали германату вісмуту для діапазону 150 кеВ – 30 МеВ). Характеристики Fermi GBM: енергетичний діапазон 8 кеВ – 30 МеВ, енергетична роздільна здатність ΔE/E <0,1 (68% потоку для 0,1–1 МеВ), чутливість до спалаху < 0,5 см-2 с-1 (50–300 кеВ), похибка остаточного встановлення координат гама-спалаху ~ 3 град.
Chandra X-ray Observatory
Рентгенівська обсерваторія NASA Chandra, початково названа як Advanced X-ray Astrophysics Facility (AXAF), була запущена в липні 1999 року (перейменована в грудні 1998 року). Завдяки своїй винятковій чутливості та високій кутовій роздільній здатності в рентгенівському діапазоні Chandra належить до космічних телескопів флагманського класу. Незважаючи на очікуваний термін життя в 5 років, Чандра все ще активна та надає унікальну інформацію про високоенергетичні процеси у Всесвіті, включаючи зображення навколопульсарних областей у Крабоподібній туманності та скупчення Куля з домінуванням темної матерії, рентгенівське випромінювання від НМЧД Стрілець A* та від ударної хвилі ЗН 1987A тощо.
Рентгенівське дзеркало Chandra виготовлено у формі набору дзеркал високого розділення (High Resolution Mirror Assembly, HRMA), який складається з набору з 4 концентричних рентгенівських фокусуючих систем типу Wolter-I. Кожна з них (дзеркальна пара) має параболоїдне головне дзеркало та гіперболоїдне вторинне дзеркало. Для фокусування за допомогою HRMA рентгенівські промені відбиваються спочатку від параболоїдального дзеркала, а потім від гіперболоїдального дзеркала. Найбільша дзеркальна пара має діаметр 1,2 м, найменша 0,6 м. Фокусна відстань HRMA становить 10 м, поле зору становить 1 градус (FWHM) у діаметрі, а ефективна апертура становить 0,1136 м2.
Chandra оснащена чотирма науковими інструментами. Два інструменти у фокальній площині встановлені на модулі наукових приладів (Science Instrument Module, SIM):
- передовий ПЗЗ будуючий зображення спектрометр (Advanced CCD Imaging Spectrometer, ACIS), який має два масиви ПЗЗ і може одночасно будувати рентгенівські зображення з широким полем зору (16x16 кутових хвилин) і вимірювати енергію кожного вхідного рентгенівського фотона;
- камера високої роздільної здатності (High Resolution Camera, HRC), яка складається з двох мікроканальних наборів детекторів і може будувати рентгенівські зображення з високою кутовою (0,5 кутової секунди) часовою (16 мс) роздільною здатністю.
Ще два наукових інструменти Chandra призначені для спектроскопії високої роздільної здатності, якщо їх встановити в пучок рентгенівських променів за дзеркалами:
- низько-енергетичний спектрометр на основі дифракційної решітки пропускання (Low Energy Transmission Grating Spectrometer, LETGS) з автономною золотою дифракційною ґраткою з періодом 1 мкм, призначений для діапазону енергій від 0,08 до 2 кеВ зі спектральною роздільною здатністю E/ΔE>1000 при низьких енергіях 0,07–0,2 кев;
- високо-енергетичний спектрометр на основі дифракційних решіток пропускання (the High Energy Transmission Grating Spectrometer, HETGS) із золотими ґратками з меншими періодами (0,2 мкм для високо-енергетичних і 0,4 мкм для середньо-енергетичних ґраток), призначений для діапазону енергій від 0,4 до 10 кеВ зі змінною спектральною роздільною здатністю E/ΔE~ 800@1,5 кеВ і E/ΔE~ 200@6 кеВ.
Suzaku
Suzaku (раніше відомий як ASTRO-EII) є космічною рентгенівською місією, яка була спільно розроблена Інститутом космічних досліджень та астронавтики (ISAS/JAXA) Агентством аерокосмічних досліджень Японії, а також американськими установами, такими як NASA/GSFC та MIT. Після успішного запуску 10 липня 2005 року, супутник був перейменований на Suzaku.
Suzaku був оснащений приладами з високою спектроскопічною роздільною здатністю та широким енергетичним діапазоном 0,3–600 кеВ. Він мав три основні прилади, два з яких були співвісними.
- Рентгенівський будуючий зображення спектрометр (XIS) складається з 4 ПЗЗ матриць (XIS0, XIS2 та XIS3 освітлююся спереду, XIS1 освітлюється з протилежного боку), які є чутливими у діапазоні 0,2–12,0 кеВ. Розташований у фокусній площині рентгенівського телескопа (XRT), XIS має енергетичну роздільну здатність 120 еВ FWHM @ 6 кеВ та 50 еВ FWHM @ 1 кеВ. Кожен сенсор XIS має ефективну площу 400 см2 @ 1,5 кеВ та 250 см2 @ 6 кеВ. XIS має поле зору розміром 19'х19' та здатний будувати зображення. Просторова роздільна XIS становить ~ 1,8 кутових хвилин, що визначається HPD XRT PSF (HPD – Half Power Diameter, а XRT PSF –"X-ray Telescope Point Spread Function" (функція розсіювання точки рентгенівського телескопу)).
- Твердотільний рентгенівський детектор (HXD) є колімованим та не будує зображення, працює у діапазоні 10–600 кеВ. HXD складаються з PIN-діодів та сенсора GSO. PIN-діоди покривають енергетичний діапазон ~10–70 кеВ, сенсор GSO чутливий до енергій 40–600 кеВ. Кожен сенсор має ефективну площу 160 см2 @ 15 кеВ та 300 см2 @ 120 кеВ. Енергетична роздільна здатність становить ~ 3 кеВ @ 10–30 кеВ та 9% @ 662 кеВ. Поле зору становить 0,56 град x 0,56 град для Е<100 кеВ та 4,6 град x 4,6 град для Е>200 кеВ. Часова роздільна здатність становить 61 мкс та 31 мкс відповідно.
HXD включає також широкосмуговий монітор неба (WAM), який працює в енергетичному діапазоні ~ 50 кеВ – 5 МеВ з ефективною площею 800 см2 @ 100 кеВ / 400 см2 @ 1 МеВ, призначений для виявлення транзиторних подій, таких як гама-спалахи та сонячні спалахи. Часова роздільна здатність становить 15,625 мс або 31,25 мс при спостереженні гама-спалахів, 1 с для широкосмугового монітору неба.
- Рентгенівський спектрометр (XRS) мав серію несправностей системи охолодження, що призвели до повного випаровування резервуару рідкого гелію та прилад припинив роботу.
Офіційний кінець місії був оголошений 2 вересня 2015 року, коли JAXA вимкнули радіопередавачі на борту Suzaku.