stringtranslate.com

Миссия по рентгеновской визуализации и спектроскопии

XRISM

X -Ray Imaging and Spectroscopy Mission ( XRISM , произносится как «кризм»), ранее X-ray Astronomy Recovery Mission ( XARM ), является рентгеновской космической телескопической миссией Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) в партнерстве с NASA для обеспечения прорывов в изучении структурного формирования Вселенной , истечения из ядер галактик и темной материи . [3] [4] Будучи единственным международным проектом рентгеновской обсерватории своего периода, XRISM будет функционировать как космический телескоп следующего поколения в области рентгеновской астрономии , подобно тому, как космический телескоп Джеймса Уэбба , космический телескоп Ферми и обсерватория Атакама Большая миллиметровая решетка (ALMA) размещены в своих соответствующих областях. [2] [5]

Миссия является временной мерой для избежания потенциального периода потери наблюдений между текущими рентгеновскими телескопами ( Chandra и XMM-Newton ) и будущими ( Advanced Telescope for High Energy Astrophysics (ATHENA)). Без XRISM мог бы быть период времени, когда рентгеновские данные не собирались бы. Это произошло бы в начале 2020-х годов, когда эти два телескопа завершат свои миссии из-за потери в 2016 году рентгеновского телескопа Hitomi , который был запущен в качестве преемника телескопов Chandra и Newton. [2] [5]

На ранней стадии проектирования XRISM также был известен как « Преемник ASTRO-H » или « ASTRO-H2 ». После потери Хитоми использовалось название XARM, буква R в аббревиатуре относится к восстановлению способности проводить рентгеновскую спектроскопию и ее преимуществам. Название было изменено на XRISM в 2018 году, когда JAXA официально инициировало команду проекта. [6]

Обзор

Космический корабль XRISM

С уходом Suzaku в сентябре 2015 года и детекторами на борту рентгеновской обсерватории Chandra и XMM-Newton, которые работали более 15 лет и постепенно старели, неудача Hitomi означала, что рентгеновские астрономы будут иметь 13-летний период отсутствия наблюдений в мягком рентгеновском диапазоне до запуска ATHENA в 2035 году. [Примечание 1] [2] [5] [7] Это приведет к серьезному откату назад для международного сообщества, [8] поскольку исследования, проводимые крупными обсерваториями в других диапазонах длин волн, такими как космический телескоп Джеймса Уэбба и Тридцатиметровый телескоп, начнутся в начале 2020-х годов, в то время как не будет телескопа, который мог бы охватить наиболее важную часть рентгеновской астрономии. [2] [5] Отсутствие новых миссий также может лишить молодых астрономов возможности получить практический опыт от участия в проекте. [2] [5] Наряду с этими причинами, мотивация восстановить науку, которая ожидалась в результате Хитоми , стала обоснованием для начала проекта XRISM . XRISM был рекомендован Консультативным советом по исследованиям и управлению ISAS, Ассоциацией астрофизики высоких энергий в Японии, Подкомитетом астрофизики NASA, Научным комитетом NASA, Консультативным советом NASA. [5] [9]

После успешного запуска в сентябре 2023 года [1] ожидается, что XRISM охватит науку, которая была утеряна с Хитоми , такую ​​как формирование структуры Вселенной, обратная связь от галактик/активных ядер галактик и история циркуляции материала от звезд до скоплений галактик. [4] Космический телескоп также возьмет на себя роль Хитоми в качестве демонстратора технологий для телескопа Европейского усовершенствованного телескопа для астрофизики высоких энергий (ATHENA). [7] [10] [11] В миссии участвуют несколько космических агентств, включая НАСА и Европейское космическое агентство (ЕКА). [12] В Японии проект возглавляет подразделение Института космических и астронавтических наук (ISAS) JAXA, а участие США возглавляет Центр космических полетов имени Годдарда (GSFC) НАСА. Ожидается, что вклад США составит около 80 миллионов долларов США, что примерно равно сумме взноса в Хитоми . [13] [14]

Изменения отХитоми

203 фольги собраны в рентгеновском зеркальном агрегате XMA

Миссия по рентгеновской визуализации и спектроскопии станет одним из первых проектов ISAS, в котором будут отдельные руководитель проекта (PM) и главный исследователь (PI). Эта мера была принята в рамках реформы ISAS в управлении проектами, чтобы предотвратить повторение аварии Хитоми . [5] В традиционных миссиях ISAS PM также отвечал за задачи, которые обычно распределялись между PI в миссии NASA.

В то время как у Hitomi был набор инструментов, охватывающих диапазон от мягкого рентгеновского излучения до мягкого гамма-излучения, XRISM сосредоточится вокруг инструмента Resolve (эквивалентного мягкому рентгеновскому спектрометру Hitomi), [ 15 ] а также Xtend (SXI), который имеет высокое сродство к Resolve. [16] Устранение телескопа жесткого рентгеновского излучения было оправдано запуском спутника NASA NuSTAR в 2012 году , чего не существовало, когда Hitomi (тогда известный как Новый рентгеновский телескоп, NeXT) был первоначально сформулирован. [17] [Примечание 2] Пространственное и энергетическое разрешение NuSTAR аналогично инструментам жесткого рентгеновского излучения Hitomi . [17] После начала работы XRISM совместные наблюдения с NuSTAR, вероятно, будут иметь важное значение. [4] Между тем, была отмечена научная ценность границы ширины полосы мягкого и жесткого рентгеновского излучения; поэтому рассматривается возможность модернизации инструментов XRISM , чтобы они частично могли проводить наблюдения в жестком рентгеновском диапазоне. [16] [17] [ требуется обновление ]

Предложение о жестком рентгеновском телескопе с возможностями, превосходящими Hitomi, было предложено в 2017 году. [ 18] Космический телескоп FORCE (Focusing On Relativistic Universe and Cosmic Evolution) является кандидатом на следующую конкурентоспособную миссию среднего класса ISAS. Если его выберут, FORCE будет запущен после середины 2020-х годов с целью проведения одновременных наблюдений с ATHENA. [18] [4]

История

После преждевременного завершения миссии Hitomi 14 июня 2016 года JAXA объявило о своем предложении по восстановлению спутника. [19] Группа по предварительной подготовке проекта XARM была сформирована в октябре 2016 года. [20] Со стороны США разработка началась летом 2017 года. [3] В июне 2017 года ESA объявило, что будет участвовать в XARM в качестве миссии возможностей. [12]

Инструменты

Иллюстрация диапазона космических температур, включая температуру, при которой XRISM будет работать, чтобы обеспечить оптимальное функционирование своих инструментов [21]

XRISM несет два инструмента для изучения мягкого рентгеновского диапазона энергии, Resolve и Xtend. Спутник имеет телескопы для каждого из инструментов, SXT-I (Soft X-ray Telescope for Imager) и SXT-S (Soft X-ray Telescope for Spectrometer). [5] Пара телескопов имеет фокусное расстояние 5,6 м (18 футов). [2]

Решать

Resolve — это рентгеновский микрокалориметр, разработанный NASA и Goddard Space Flight Center . [ 22] Прибор является дублирующей версией своего предшественника Hitomi . Он использовал некоторое космическое оборудование, оставшееся от производства SXS Hitomi . [23]

Xtend

Xtend — это рентгеновская ПЗС- камера. Xtend улучшает энергетическое разрешение SXI от Hitomi . [24]

Запуск

JAXA запустило XRISM 6 сентября 2023 года в 23:42 UTC (7 сентября 08:42 по японскому стандартному времени) с помощью ракеты H-IIA из Космического центра Танегасима . XRISM был успешно выведен на орбиту в тот же день, а сопутствующая полезная нагрузка запуска, SLIM , начала свое многомесячное путешествие к Луне. [1]

Защитная шторка над детектором прибора Resolve не открылась. Это не мешает работе прибора, но ограничивает его наблюдением за рентгеновскими лучами энергии1800  эВ и выше, в отличие от запланированного300 эВ . [25] [26] Аналогичный затвор над Xtend открылся нормально.

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Саку Цунета, генеральный директор ISAS, описывает ATHENA как «супер ASTRO-H».
  2. ^ Hitomi/ASTRO-H был известен как Новый рентгеновский телескоп (NeXT) на стадии предложения.

Ссылки

  1. ^ abc Davenport, Justin (6 сентября 2023 г.). «Японский H-IIA запускает рентгеновский телескоп и лунный модуль». NASASpaceFlight . Получено 7 сентября 2023 г. .
  2. ^ abcdefg Цунета, Саку (14 июля 2016 г.). «Ｘ線天文衛星ASTRO-H「ひとみ」の後継機の検討について» (PDF) (Пресс-релиз) (на японском языке). ДЖАКСА . Проверено 1 июля 2017 года .
  3. ^ ab Hertz, Paul (22 июня 2017 г.). "Astrophysics" (PDF) . NASA . Получено 1 июля 2017 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  4. ^ abcd Фудзимото, Рюичи; Тасиро, Макото (5 января 2017 г.). «ASTRO-Hに対する高エネルギーコミュニティの総括と今後の方向性について» (PDF) (на японском языке). ДЖАКСА . Проверено 1 июля 2017 г.
  5. ^ abcdefgh "Ｘ線天文衛星代替機の検討状況について" (PDF) (на японском языке). Министерство образования, культуры, спорта, науки и технологий. 29 сентября 2016 года . Проверено 1 июля 2017 г.
  6. ^ "Миссия рентгеновской визуализации и спектроскопии: что нового". NASA Goddard Space Flight Center . Получено 22 января 2024 г.
  7. ^ ab «ISASニュース 2017.1 № 430» (PDF) (на японском языке). Институт космоса и астронавтики. 22 января 2017 года . Проверено 23 марта 2016 г.
  8. ^ "Ｘ線天文衛星「ひとみ」の異常事象への対応と代替機の開発について" (PDF) (на японском языке). Комитет по национальной космической политике Японии. 18 августа 2016 года . Проверено 1 июля 2017 года .
  9. ^ Крафт, Р.; Баутц, М.; Томсик, Дж. (29 января 2017 г.). «Исследование горячей и энергичной Вселенной: рентгеновские лучи и астрофизика» (PDF) . NASA . Получено 28 июня 2017 г. . Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  10. ↑ Такахаши, Тадаюки (27 ноября 2015 г.). «X線天文衛星 ASTRO-Hの衛星概要» (PDF) (на японском языке). ДЖАКСА . Проверено 13 июля 2017 г.
  11. ^ Дотани, Тадаясу (15 июня 2011 г.). "Вклад JAXA в первый научный семинар Athena" (PDF) . Институт космических и астронавтических наук . Получено 24 июня 2017 г.
  12. ^ ab "ГРАВИТАЦИОННАЯ ВОЛНОВАЯ МИССИЯ ВЫБРАНА, МИССИЯ ПО ПОИСКУ ПЛАНЕТ ДВИЖЕТСЯ ВПЕРЕД". ESA. 20 июня 2017 г. Получено 24 июня 2017 г.
  13. ^ Foust, Jeff (21 июля 2016 г.). «NASA может построить сменный инструмент для японской астрономической миссии». SpaceNews . Получено 30 июня 2017 г.
  14. ^ «第９回 宇宙科学・探査小委員会 議事要旨» (PDF) (на японском языке). Комитет по национальной космической политике Японии. 1 ноября 2016 года . Проверено 30 июня 2017 г.
  15. ^ Таширо, Макото; Келли, Ричард (8 июня 2017 г.). "X‐ray Astronomy Recovery Mission XARM" (PDF) . ESA . ​​Получено 5 октября 2017 г. .
  16. ^ ab "宇宙開発利用部会（第30回）議事録" (на японском языке). Министерство образования, культуры, спорта, науки и технологий . 29 сентября 2016 года. Архивировано из оригинала 9 июля 2017 года . Проверено 1 июля 2017 года .
  17. ^ abc "宇宙開発利用部会（第29回）議事録" (на японском языке). Министерство образования, культуры, спорта, науки и технологий . 14 июля 2016 года. Архивировано из оригинала 9 июля 2017 года . Проверено 1 июля 2017 года .
  18. ^ аб Наказава, Кадзухиро; Мори, Кодзи (6 января 2017 г.). «軟Ｘ線から硬Ｘ線の広帯域を高感度で撮像分光する小型衛星計画 FORCE - Сосредоточение внимания на релятивистской вселенной и космической эволюции» (PDF) (на японском языке). ДЖАКСА . Проверено 1 июля 2017 года .
  19. ^ "План внедрения астрофизики: обновление 2016 года" (PDF) . NASA. 15 декабря 2017 г. Получено 1 июля 2017 г.
  20. ^ «ISASニュース 2017.6 № 435» (PDF) (на японском языке). Институт космоса и астронавтики. 23 июня 2017 года . Проверено 4 июля 2017 г.
  21. ^ SVS (3 августа 2023 г.). "NASA Scientific Visualization Studio | Руководство по космическим температурам". SVS . Получено 6 августа 2023 г. .
  22. ^ "Mission of Opportunity (MO) in Development – ​​X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission (XRISM) – Resolve". NASA . Получено 9 июля 2019 г. . Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  23. ↑ Фауст, Джефф (13 июня 2016 г.). «НАСА и JAXA начинают обсуждение последствий аварии Хитоми» . Космические новости . Проверено 28 июня 2017 г.
  24. ^ "X線天文衛星ASTRO-Hのプロジェクト終了について" (PDF) (на японском языке). Министерство образования, культуры, спорта, науки и технологий. 30 мая 2017 года . Проверено 1 июля 2017 года .
  25. ^ "XRISM's First Light and Operational Update" (пресс-релиз). Японское агентство аэрокосмических исследований . 5 января 2024 г. ...Спектры Resolve по-прежнему ограничены 1800 эВ и выше, поскольку дверца апертуры Дьюара для защиты чувствительного детектора еще не открыта...
  26. ^ Казмерчак, Жанетт (5 января 2024 г.). «Миссия NASA/JAXA XRISM впервые показала рентгеновский космос» (пресс-релиз). Центр космических полетов имени Годдарда в НАСА . Дверь, предназначенная для защиты детектора перед запуском, не открылась, как планировалось, после нескольких попыток. Дверь блокирует рентгеновские лучи с более низкой энергией, фактически прерывая миссию на уровне 1700 электрон-вольт по сравнению с запланированными 300.

Внешние ссылки