BeppoSAX был итальяно-голландским спутником для рентгеновской астрономии , который сыграл решающую роль в разрешении происхождения гамма-всплесков (GRB), самых энергичных событий, известных во Вселенной. Это была первая рентгеновская миссия, способная одновременно наблюдать цели более чем на 3 порядка энергии, от 0,1 до 300 килоэлектронвольт (кэВ) с относительно большой площадью, хорошим (для того времени) энергетическим разрешением и возможностями получения изображений (с пространственным разрешением 1 угловая минута между 0,1 и 10 кэВ). BeppoSAX был крупной программой Итальянского космического агентства (ASI) при участии Нидерландского агентства по аэрокосмическим программам (NIVR). Главным подрядчиком для космического сегмента была Alenia , в то время как Nuova Telespazio руководила разработкой наземного сегмента . Большинство научных инструментов были разработаны Итальянским национальным исследовательским советом (CNR), в то время как широкоугольные камеры были разработаны Нидерландским институтом космических исследований (SRON), а LECS была разработана астрофизическим отделом центра ESTEC Европейского космического агентства . [ 2]
BeppoSAX был назван в честь итальянского физика Джузеппе «Беппо» Оккиалини . SAX означает «Satellite per Astronomia a raggi X» или «Спутник для рентгеновской астрономии». [2]
Рентгеновские наблюдения не могут быть выполнены с помощью наземных телескопов, поскольку атмосфера Земли блокирует большую часть входящего излучения. Одним из главных достижений BeppoSAX было выявление многочисленных гамма-всплесков с внегалактическими объектами. [3]
Запущенный Atlas-Centaur 30 апреля 1996 года на низкую околоземную орбиту с низким наклонением (<4 градуса), ожидаемый срок эксплуатации в два года был продлен до 30 апреля 2002 года из-за высокого научного интереса к миссии и продолжающегося хорошего технического состояния. После этой даты орбита начала быстро уменьшаться, и различные подсистемы начали выходить из строя, что сделало проведение научных наблюдений нецелесообразным. [4] [5]
29 апреля 2003 года спутник завершил свою жизнь, упав в Тихий океан. [6]
BeppoSAX был спутником, стабилизированным по трем осям, с точностью наведения 1'. Основное ограничение ориентации было обусловлено необходимостью поддержания нормали к солнечным батареям в пределах 30° от Солнца, с периодическими отклонениями до 45° для некоторых наблюдений WFC. Из-за низкой орбиты спутник находился в поле зрения наземной станции Малинди только ограниченную часть времени. Данные хранились на борту на ленточном устройстве емкостью 450 Мбит и передавались на землю на каждой орбите во время прохождения станции. Средняя скорость передачи данных, доступная приборам, составляла около 60 кбит/с, но пиковые скорости до 100 кбит/с могут быть сохранены для части каждой орбиты. При закрытых солнечных панелях космический аппарат имел высоту 3,6 м и диаметр 2,7 м. Общая масса составляет 1400 кг, с полезной нагрузкой 480 кг. [2]
Конструкция спутника состояла из трех основных функциональных узлов:
Основными подсистемами спутника являются:
BeppoSAX содержал пять научных приборов:
Первые четыре прибора (часто называемые приборами узкого поля или NFI) направлены в одном направлении и позволяют наблюдать объект в широком диапазоне энергий от 0,1 до 300 кэВ (от 16 до 48 000 аттоджоулей (аДж)).
WFC содержал две камеры с кодированной апертурой , работающие в диапазоне от 2 до 30 кэВ (от 320 до 4800 аДж), и каждая из которых охватывала область 40 x 40 градусов (20 x 20 градусов полной ширины на полумаксимуме) на небе. WFC дополнялась экранированием PDS, которая имела (почти) обзор всего неба в диапазоне от 100 до 600 кэВ (от 16 000 до 96 000 аДж), идеально подходящем для обнаружения гамма-всплесков (GRB). [8]
Экранирование PDS имеет плохое угловое разрешение. Теоретически, после того, как GRB был замечен в PDS, положение сначала уточнялось с помощью WFC. Однако из-за множества пиков в PDS, на практике GRB был обнаружен с помощью WFC, часто подтверждаемого сигналом BATSE . Положение с точностью до угловой минуты — в зависимости от отношения сигнал/шум всплеска — было найдено с помощью деконволюционного изображения WFC. Координаты были быстро отправлены в виде циркуляра Международного астрономического союза (МАС) и сети координат гамма-всплесков. После этого немедленные последующие наблюдения с помощью NFI и оптических обсерваторий по всему миру позволили точно определить положение GRB и провести подробные наблюдения рентгеновского, оптического и радиосвечения.
MECS содержал три идентичных газовых сцинтилляционных пропорциональных счетчика, работающих в диапазоне от 1,3 до 10 кэВ (от 208 до 1602 аДж). [9] 6 мая 1997 года один из трех идентичных блоков MECS был потерян из-за неисправности в высоковольтном источнике питания. [5]
LECS был похож на блоки MECS, за исключением того, что он имел более тонкое окно, которое позволяло фотонам с более низкими энергиями вплоть до 0,1 кэВ (16 аДж) проходить через него, и работал в режиме «бездрейфового» рентгеновского излучения, который необходим для обнаружения рентгеновских лучей с самой низкой энергией, поскольку они были бы потеряны в режиме низкого поля вблизи входного окна обычного GSPC. Данные LECS выше 4 кэВ (641 аДж) непригодны для использования из-за проблем с калибровкой, вероятно, вызванных конструкцией бездрейфового типа. LECS и MECS имели возможность визуализации, тогда как приборы с узким полем высокой энергии не имели возможности визуализации. [10]
HPGSPC также был газовым сцинтилляционным пропорциональным счетчиком, работающим при высоком давлении (5 атмосфер). Высокое давление равно высокой плотности, а плотный фотоно-останавливающий материал позволял обнаруживать фотоны до 120 кэВ (19 000 аДж). [11]
PDS представлял собой кристаллический ( иодид натрия / иодид цезия ) сцинтилляционный детектор, способный поглощать фотоны до 300 кэВ (48 000 аДж). Спектральное разрешение PDS было довольно скромным по сравнению с газовыми детекторами, но низкая скорость счета фона, обусловленная малым наклоном орбиты BeppoSAX, и хорошие возможности подавления фона означали, что PDS остается одним из самых чувствительных высокоэнергетических инструментов, запущенных в космос. [12]
