XMM-Ньютон
Имена | Высокопроизводительная рентгеновская спектроскопия Рентгеновская многозеркальная миссия | ||
---|---|---|---|
Тип миссии | Рентгеновская астрономия | ||
Оператор | Европейское космическое агентство | ||
ИДЕНТИФИКАТОР КОСПЭРЭ | 1999-066А | ||
САТКАТ нет. | 25989 | ||
Веб-сайт | http://sci.esa.int/xmm-newton/ http://xmm.esac.esa.int/ | ||
Продолжительность миссии | Планируется: 10 лет [1] Прошло: 24 года, 6 месяцев, 4 дня | ||
Свойства космического корабля | |||
Производитель | Dornier Satellitensysteme, Carl Zeiss , Media Lario, Matra Marconi Space , BPD Difesa e Spazio, Fokker Space [2] | ||
Стартовая масса | 3764 кг (8298 фунтов) [2] | ||
Сухая масса | 3234 кг (7130 фунтов) | ||
Размеры | Длина: 10,8 м (35 футов) [2] Размах: 16,16 м (53 фута) [2] | ||
Власть | 1600 Вт [2] | ||
Начало миссии | |||
Дата запуска | 10 декабря 1999 г., 14:32 [3] | UTC||
Ракета | Ариан 5 G № 504 [4] | ||
Запуск сайта | Гвианский космический центр ELA-3 [2] [4] | ||
Подрядчик | Арианспейс | ||
Вступил в сервис | 1 июля 2000 г. [2] | ||
Конец миссии | |||
Деактивирован | предположительно конец 2026 года или позже [5] | ||
Орбитальные параметры | |||
Справочная система | Геоцентрический | ||
Большая полуось | 65 648,3 км (40 792,0 миль) | ||
Эксцентриситет | 0.816585 | ||
Высота перигея | 5662,7 км (3518,6 миль) | ||
Высота апогея | 112 877,6 км (70 138,9 миль) | ||
Наклон | 67,1338 градусов | ||
Период | 2789,9 минут | ||
Эпоха | 4 февраля 2016, 01:06:30 UTC [6] | ||
Главный телескоп | |||
Тип | 3 × Вольтер тип-1 [2] | ||
Диаметр | Внешнее зеркало: 70 см (28 дюймов) [2] Внутреннее зеркало: 30,6 см (12 дюймов) [2] | ||
Фокусное расстояние | 7,5 м (25 футов) [2] | ||
Зона сбора | 0,4425 м 2 (5 кв. футов) при 1,5 кэВ [2] 0,1740 м 2 (2 кв. фута) при 8 кэВ [2] | ||
Длины волн | 0,1–12 кэВ (12–0,1 нм ) [2] | ||
Разрешение | от 5 до 14 угловых секунд [2] | ||
| |||
Знак астрофизики ЕКА для XMM-Newton |
XMM-Newton , также известная как миссия высокопроизводительной рентгеновской спектроскопии и рентгеновская многозеркальная миссия , — это рентгеновская космическая обсерватория, запущенная Европейским космическим агентством в декабре 1999 года на ракете Ariane 5 . Это вторая краеугольная миссия программы ЕКА Horizon 2000 . Названному в честь физика и астронома сэра Исаака Ньютона , космическому кораблю поручено исследовать межзвездные источники рентгеновского излучения, выполнять узко- и широкодиапазонную спектроскопию , а также выполнять первые одновременные изображения объектов как в рентгеновском, так и в оптическом ( видимом и ультрафиолетовом ) диапазоне. длины волн. [7]
Первоначально финансируемый на два года и рассчитанный на десять лет срок службы, космический корабль остается в хорошем состоянии, и его миссия неоднократно продлевалась, последний раз в марте 2023 года, и его планируется эксплуатировать до конца 2026 года. [5] ЕКА планирует заменить XMM-Newton усовершенствованным телескопом для астрофизики высоких энергий (ATHENA), второй крупной миссией в плане Cosmic Vision 2015–2025, которая будет запущена в 2035 году. [8] XMM-Newton похож на НАСА « рентгеновскую обсерваторию Чандра» , также запущенную в 1999 году.
около 5600 статей, По состоянию на май 2018 года было опубликовано посвященных XMM-Newton или полученным с его помощью научным результатам. [9]
Концепция и история миссии [ править ]
В сферу наблюдений XMM-Newton входит обнаружение рентгеновского излучения астрономических объектов, детальное изучение областей звездообразования, исследование формирования и эволюции скоплений галактик , окружения сверхмассивных черных дыр и картографирование загадочной темной материи. . [10]
В 1982 году, еще до запуска XMM-Newton EXOSAT предшественника в 1983 году, было выдвинуто предложение о миссии «многозеркального» рентгеновского телескопа. [11] [12] Миссия XMM была официально предложена Комитету научной программы ЕКА в 1984 году и получила одобрение Совета министров агентства в январе 1985 года. [13] В том же году было создано несколько рабочих групп для определения возможности такой миссии. [11] и цели миссии были представлены на семинаре в Дании в июне 1985 года. [12] [14] На этом семинаре было предложено разместить на космическом корабле 12 низкоэнергетических и 7 высокоэнергетических рентгеновских телескопов. [14] [15] Общая конфигурация космического корабля была разработана к февралю 1987 года и во многом основывалась на уроках, извлеченных во время миссии EXOSAT ; [11] Рабочая группа по телескопам сократила количество рентгеновских телескопов до семи стандартизированных единиц. [14] [15] В июне 1988 года Европейское космическое агентство одобрило миссию и объявило конкурс предложений по исследованию («объявление о возможности»). [11] [15] Совершенствование технологий еще больше сократило количество необходимых рентгеновских телескопов до трех. [15]
В июне 1989 года были выбраны инструменты миссии и начались работы над оборудованием космического корабля. [11] [15] Команда проекта была сформирована в январе 1993 года и базировалась в Европейском центре космических исследований и технологий (ESTEC) в Нордвейке , Нидерланды. [13] Главный подрядчик Dornier Satellitensysteme (дочерняя компания бывшей DaimlerChrysler Aerospace ) был выбран в октябре 1994 года после того, как миссия была утверждена на этапе реализации, а разработка и строительство начались в марте 1996 года и марте 1997 года соответственно. [13] [14] Научный центр XMM Survey был основан в Университете Лестера в 1995 году. [11] [16] Три модуля летающих зеркал для рентгеновских телескопов были поставлены итальянским субподрядчиком Media Lario в декабре 1998 года. [14] а интеграция и испытания космического корабля были завершены в сентябре 1999 года. [13]
XMM покинула комплекс интеграции ESTEC 9 сентября 1999 года и была доставлена по дороге в Катвейк, а затем на барже Emeli в Роттердам . 12 сентября космический корабль отправился из Роттердама во Французскую Гвиану на борту Arianespace компании транспортного корабля MN Toucan . [17] « Тукан» пришвартовался во французском гайанском городе Куру 23 сентября и был доставлен в космического центра здание окончательной сборки «Ариан-5» Гвианского для окончательной подготовки к запуску. [18]
Запуск XMM состоялся 10 декабря 1999 года в 14:32 UTC из Гвианского космического центра. [19] XMM был доставлен в космос на борту ракеты Ariane 5 и выведен на высокоэллиптическую орбиту с углом 40 градусов, перигей которой составлял 838 км (521 миль), а апогей - 112 473 км (69 887 миль). [2] Через сорок минут после выхода из разгонного блока «Ариан» телеметрия подтвердила наземным станциям, что солнечные батареи космического корабля успешно развернулись. Инженеры подождали еще 22 часа, прежде чем дать команду бортовым двигательным установкам произвести пять выстрелов, в результате чего с 10 по 16 декабря орбита изменилась до 7365 × 113 774 км (4576 × 70 696 миль) с наклонением 38,9 градусов. . В результате космический корабль совершал один полный оборот вокруг Земли примерно каждые 48 часов. [2] [20]
Сразу после запуска XMM приступил к этапу запуска и выхода на орбиту . [21] 17 и 18 декабря 1999 г. были открыты соответственно двери рентгеновских модулей и оптического монитора. [22] Активация инструмента началась 4 января 2000 г. [2] а этап ввода в эксплуатацию прибора начался 16 января. [23] Оптический монитор (OM) увидел первый свет 5 января, две европейские фотонные камеры (EPIC) MOS - CCD последовали 16 января и EPIC pn- CCD 22 января, а спектрометры с отражающей решеткой (RGS) увидели первый свет. 2 февраля. [23] 3 марта начался этап калибровки и проверки производительности. [2] а обычные научные операции начались 1 июня. [23]
Во время пресс-конференции 9 февраля 2000 г. ЕКА представило первые изображения, сделанные XMM , и объявило, что для космического корабля было выбрано новое имя. Хотя программа формально называлась «Миссия по высокопроизводительной рентгеновской спектроскопии», новое название будет отражать характер программы и создателя области спектроскопии. Объясняя новое название XMM-Newton , Роджер Боннет, бывший директор по науке ЕКА, сказал: «Мы выбрали это имя, потому что сэр Исаак Ньютон был человеком, который изобрел спектроскопию, а XMM — это спектроскопическая миссия». Он отметил, что, поскольку «Ньютон» является синонимом гравитации, а одной из целей спутника было обнаружение большого количества кандидатов в черные дыры, «не было лучшего выбора, чем XMM-Ньютон, для названия этой миссии». [24]
С учетом всего строительства, запуска космического корабля и двух лет эксплуатации проект был реализован в рамках бюджета в евро 689 миллионов (по условиям 1999 года). [13] [14]
Операция [ править ]
Космический корабль имеет возможность снижать рабочую температуру камер EPIC и RGS — функция, которая была включена для противодействия вредному воздействию ионизирующего излучения камеры на пиксели . Как правило, инструменты охлаждаются, чтобы уменьшить количество темнового тока внутри устройств. В ночь с 3 на 4 ноября 2002 г. РГС-2 был охлажден с начальной температуры -80 ° C (-112 ° F) до -113 ° C (-171 ° F), а через несколько часов до — 115 ° C (-175 ° F). После анализа результатов было определено, что оптимальная температура для обоих блоков RGS составит -110 ° C (-166 ° F), и в течение 13–14 ноября как RGS-1, так и RGS-2 были установлены на этот уровень. В течение 6–7 ноября детекторы EPIC MOS-CCD были охлаждены с исходной рабочей температуры -100 ° C (-148 ° F) до новой настройки -120 ° C (-184 ° F). После этих корректировок камеры EPIC и RGS продемонстрировали значительное улучшение качества. [25]
18 октября 2008 года у XMM-Newton произошел неожиданный сбой связи, в течение которого не было контакта с космическим кораблем. Хотя была выражена некоторая обеспокоенность тем, что космический корабль мог пострадать от катастрофического события, фотографии, сделанные астрономами-любителями в Штаркенбургской обсерватории в Германии и в других местах по всему миру, показали, что космический корабль не поврежден и движется по курсу. Слабый сигнал наконец был обнаружен с помощью 35-метровой (115 футов) антенны в Нью-Норсии, Западная Австралия , и связь с XMM-Newton показала, что радиочастотный переключатель космического корабля вышел из строя. После устранения неполадок наземные диспетчеры использовали комплексе антенну НАСА длиной 34 м (112 футов) в дальней космической связи Голдстоун, чтобы отправить команду, которая перевела переключатель в его последнее рабочее положение. В пресс-релизе ЕКА говорится, что 22 октября наземная станция Европейского центра космической астрономии (ESAC) установила контакт со спутником, подтвердив, что процесс сработал и спутник снова находится под контролем. [26] [27] [28]
Расширения миссии [ править ]
Благодаря хорошему состоянию космического корабля и значительному возврату данных XMM-Newton Комитет научной программы ЕКА несколько раз продлевал миссию . Первое продление произошло в ноябре 2003 года, а операции продлились до марта 2008 года. [29] Второе продление было одобрено в декабре 2005 года, продлив работы до марта 2010 года. [30] Третье продление было принято в ноябре 2007 года, которое предусматривало эксплуатацию до 2012 года. В рамках одобрения было отмечено, что спутник имеет достаточно бортовых расходных материалов (топливо, электроэнергия и механическое оборудование), чтобы теоретически продолжить работу после 2017 года. [31] Четвертое продление в ноябре 2010 года утвердило работу до 2014 года. [32] Пятое продление было одобрено в ноябре 2014 года и подтверждено в ноябре 2016 года, и его работа продолжится до 2018 года. [33] [34] Шестое продление было одобрено в декабре 2017 года и продолжит работу до конца 2020 года. [35] Седьмое продление было одобрено в ноябре 2018 года и продолжит работу до конца 2022 года. [36] Восьмое продление было одобрено в марте 2023 года и продолжит работу до конца 2026 года с ориентировочным продлением до 2029 года. [5]
Космический корабль [ править ]
XMM-Newton — это космический телескоп длиной 10,8 метра (35 футов) и шириной 16,16 м (53 фута) с развернутыми солнечными батареями. На момент запуска он весил 3764 кг (8298 фунтов). [2] Космический корабль имеет три степени стабилизации, которые позволяют ему наводиться на цель с точностью от 0,25 до 1 угловой секунды . Эта стабилизация достигается за счет использования подсистемы управления ориентацией и орбитой космического корабля . Эти системы также позволяют космическому кораблю наводиться на различные небесные цели и могут поворачивать корабль максимум на 90 градусов в час. [11] [24] Приборами на борту XMM-Newton с отражательной решеткой являются три европейские камеры фотонной визуализации (EPIC), два спектрометра (RGS) и оптический монитор.
Космический корабль имеет примерно цилиндрическую форму и состоит из четырех основных компонентов. В носовой части космического корабля находится платформа поддержки зеркал , которая поддерживает сборки рентгеновского телескопа и системы решеток, оптический монитор и два звездных трекера . Вокруг этого компонента находится Сервисный модуль , который несет в себе различные системы поддержки космического корабля: компьютер и электрические шины , расходные материалы (такие как топливо и охлаждающая жидкость ), солнечные батареи , солнцезащитный экран телескопа и две S-диапазона антенны . За этими устройствами находится телескопическая труба длиной 6,8 метра (22 фута), , полая конструкция из углеродного волокна которая обеспечивает точное расстояние между зеркалами и оборудованием для их обнаружения. В этом разделе также снаружи размещено оборудование для дегазации , которое помогает удалить любые загрязнения изнутри спутника. В кормовой части космического корабля находится узел фокальной плоскости , который поддерживает платформу фокальной плоскости (несущую камеры и спектрометры), а также узлы обработки данных, распределения энергии и излучатели. [37]
Инструменты [ править ]
фотонные Европейские камеры
Три европейские камеры фотонной визуализации (EPIC) являются основными приборами на борту XMM-Newton . Система состоит из двух МОП - ПЗС- камер и одной pn -ПЗС-камеры с общим полем зрения 30 угловых минут и диапазоном энергетической чувствительности от 0,15 до 15 кэВ ( от 82,7 до 0,83 ангстрема ). Каждая камера содержит шестипозиционное колесо фильтров с тремя типами рентгенопрозрачных фильтров: полностью открытое и полностью закрытое положение; каждый также содержит радиоактивный источник, используемый для внутренней калибровки. Камеры могут работать независимо в различных режимах, в зависимости от необходимой чувствительности изображения и скорости, а также интенсивности объекта. [38] [39] [40]
Две камеры MOS-CCD используются для обнаружения низкоэнергетических рентгеновских лучей. Каждая камера состоит из семи кремниевых чипов (один в центре и шесть вокруг него), причем каждый чип содержит матрицу размером 600 × 600 пикселей , что дает камере общее разрешение около 2,5 мегапикселей . Как обсуждалось выше , каждая камера имеет большой соседний радиатор , который охлаждает прибор до рабочей температуры –120 °C (–184 °F). Они были разработаны и построены Университета Лестера Центром космических исследований и компанией EEV Ltd. [25] [38] [40]
Камера pn-CCD используется для обнаружения высокоэнергетических рентгеновских лучей и состоит из одного кремниевого чипа с двенадцатью отдельными встроенными ПЗС-матрицами. Размер каждой ПЗС-матрицы составляет 64 × 189 пикселей, что составляет общую емкость 145 000 пикселей. На момент создания камера pn-CCD на XMM-Newton была самым большим из когда-либо созданных подобных устройств с чувствительной площадью 36 см. 2 (5,6 кв. дюймов). Радиатор охлаждает камеру до −90 ° C (-130 ° F). Эта система была создана Астрономическим институтом Тюбингена , Институтом внеземной физики Макса Планка и PNSensor (все Германия). [38] [41] [42]
Система EPIC записывает три типа данных о каждом рентгеновском луче, обнаруженном ее ПЗС-камерами. Время прибытия рентгеновских лучей позволяет ученым построить кривые блеска , которые прогнозируют количество рентгеновских лучей, приходящих с течением времени, и показывают изменения яркости цели. Там, где рентгеновские лучи попадают в камеру, появляется видимое изображение цели. Количество энергии, переносимой рентгеновскими лучами, также можно обнаружить, что помогает ученым определить физические процессы, происходящие в цели, такие как ее температура, химический состав и то, какова окружающая среда между целью и телескопом. . [43]
Спектрометры отражательной решеткой с
Спектрометры с отражающими решетками (RGS) состоят из двух камер в фокальной плоскости и связанных с ними матриц отражающих решеток. Эта система используется для построения рентгеновских спектральных данных и может определять элементы, присутствующие в мишени, а также температуру, количество и другие характеристики этих элементов. Система RGS работает в диапазоне от 2,5 до 0,35 кэВ ( от 5 до 35 ангстрем ), что позволяет обнаруживать углерод, азот, кислород, неон, магний, кремний и железо. [44] [45]
Каждая камера фокальной плоскости состоит из девяти устройств MOS-CCD, установленных в ряд по кривой, называемой кругом Роуленда . Каждая ПЗС-матрица содержит 384 × 1024 пикселей, что обеспечивает общее разрешение более 3,5 мегапикселей. Общая ширина и длина ПЗС-матрицы диктовались размером спектра КРГ и диапазоном длин волн соответственно. Каждая ПЗС-матрица окружена относительно массивной стенкой, обеспечивающей теплопроводность и защиту от излучения . Двухступенчатые радиаторы охлаждают камеры до рабочей температуры –110 °C (–166 °F). Системы камер были совместными усилиями SRON , Института Пола Шеррера и MSSL , а оборудование предоставили EEV Ltd и Contraves Space. [25] [44] [45] [46] [47]
Массивы отражающих решеток прикреплены к двум основным телескопам. Они позволяют примерно 50% входящих рентгеновских лучей беспрепятственно проходить в систему EPIC, а остальные 50% перенаправляют на камеры фокальной плоскости. Каждый RGA был спроектирован так, чтобы содержать 182 идентичные решетки, хотя из-за ошибки изготовления в одной осталось только 181. Поскольку зеркала телескопа уже сфокусировали рентгеновские лучи так, чтобы они сходились в фокальной точке, каждая решетка имеет одинаковый угол падения, и, как и в случае с В камерах в фокальной плоскости каждая решетчатая решетка соответствует кругу Роуленда. Такая конфигурация сводит к минимуму фокальные аберрации. Каждая решетка размером 10 × 20 см (4 × 8 дюймов) состоит из подложки из карбида кремния толщиной 1 мм (0,039 дюйма) , покрытой слоем толщиной 2000 ангстрем (7,9 × 10 дюймов) . −6 в) золотая пленка и поддерживается пятью бериллиевыми ребрами жесткости. Решетки содержат большое количество канавок, которые собственно и осуществляют отклонение рентгеновских лучей; каждая решетка содержит в среднем 646 канавок на миллиметр. RGA были построены Колумбийским университетом . [44] [45]
Оптический монитор [ править ]
Оптический монитор диаметром 30 см (12 дюймов), (OM) представляет собой оптический/ультрафиолетовый телескоп Ричи-Кретьена предназначенный для обеспечения одновременных наблюдений вместе с рентгеновскими приборами космического корабля. OM чувствителен в диапазоне от 170 до 650 нанометров в квадратном поле зрения размером 17 × 17 угловых минут, совмещенном с центром поля зрения рентгеновского телескопа. Он имеет фокусное расстояние 3,8 м (12 футов) и фокусное расстояние ƒ/12,7. [48] [49]
Прибор состоит из модуля телескопа, содержащего оптику, детекторы, оборудование для обработки и источник питания; и модуль цифровой электроники, содержащий блок управления прибором и блоки обработки данных. Поступающий свет направляется в одну из двух полностью дублированных детекторных систем. Свет проходит через 11-позиционное колесо фильтров (один непрозрачный для блокировки света, шесть широкополосных фильтров, один фильтр белого света, одну лупу и две гризмы ), затем через усилитель, который усиливает свет в миллион раз, а затем на ПЗС-датчик. Размер ПЗС составляет 384×288 пикселей, из них 256×256 пикселей используется для наблюдений; каждый пиксель дополнительно разделяется на 8 × 8 пикселей, в результате чего конечный продукт имеет размер 2048 × 2048. Оптический монитор был создан Лабораторией космических наук Малларда при участии организаций из США и Бельгии. [48] [49]
Телескопы [ править ]
Системы EPIC и RGS питаются тремя телескопами, специально предназначенными для направления рентгеновских лучей на основные инструменты космического корабля. Каждый телескоп в сборе имеет диаметр 90 см (35 дюймов), длину 250 см (98 дюймов) и базовый вес 425 кг (937 фунтов). Два телескопа с решетками отражающих решеток весят еще 20 кг (44 фунта). Компоненты телескопов включают (спереди назад) дверцу зеркального блока, входную и рентгеновскую перегородки , зеркальный модуль, дефлектор электронов, решетку отражающих решеток в двух узлах и выходную перегородку. [13] [50] [51] [52]
Каждый телескоп состоит из 58 цилиндрических вложенных друг в друга зеркал Вольтера типа 1 , разработанных Media Lario из Италии, каждое длиной 600 мм (24 дюйма) и диаметром от 306 до 700 мм (от 12,0 до 27,6 дюйма), что дает общую площадь сбора данных 4425 см 2 (686 кв. дюймов) при 1,5 кэВ и 1740 см 2 (270 кв. дюймов) при 8 кэВ. [2] Толщина зеркал варьируется от 0,47 мм (0,02 дюйма) для самого внутреннего зеркала до 1,07 мм (0,04 дюйма) для самого внешнего зеркала, а расстояние между каждым зеркалом составляет от 1,5 до 4 мм (0,06–0,16 дюйма) от самого внутреннего до самого внешнего. . [2] Каждое зеркало было изготовлено путем осаждения из паровой фазы слоя отражающей поверхности золота толщиной 250 нм на полированную алюминиевую оправку с последующим электроформованием монолитного опорного слоя никеля на золото. Готовые зеркала были вклеены в пазы крестовины из инконеля , что позволяет им выравниваться с точностью до пяти микрон, необходимой для достижения адекватного рентгеновского разрешения. Оправки были изготовлены компанией Carl Zeiss AG , а гальванопластику и окончательную сборку выполнила компания Media Lario при участии компании Kayser-Threde . [53]
Подсистемы [ править ]
Система управления и ориентацией орбитой
Трехосное управление ориентацией космического корабля осуществляется с помощью системы управления ориентацией и орбитой (AOCS), состоящей из четырех реактивных колес , четырех инерциальных измерительных блоков , двух звездных трекеров , трех точных датчиков Солнца и трех датчиков обнаружения Солнца. AOCS был предоставлен компанией Matra Marconi Space из Соединенного Королевства. [2] [54] [55]
Грубая ориентация космического корабля и поддержание орбиты обеспечиваются двумя комплектами из четырех двигателей по 20 ньютонов (4,5 фунт- фута ) гидразиновых (основной и резервный). [2] Гидразиновые двигатели были построены компанией DASA-RI . немецкой [56]
В 2013 году AOCS был модернизирован с помощью программного исправления («4WD») для управления ориентацией с помощью трех основных реактивных колес и четвертого запасного колеса, не использовавшегося с момента запуска, с целью экономии топлива и продления срока службы космического корабля. [57] [58] В 2019 году прогнозировалось, что топлива хватит до 2030 года. [59]
Энергетические системы [ править ]
Первичная энергия для XMM-Newton обеспечивается двумя фиксированными солнечными батареями. Массивы состоят из шести панелей размером 1,81 × 1,94 м (5,9 × 6,4 фута), общая площадь которых составляет 21 м. 2 (230 кв. футов) и массой 80 кг (180 фунтов). При запуске массивы обеспечивали мощность 2200 Вт, а после десяти лет эксплуатации ожидалось, что они обеспечат 1600 Вт. Развертывание каждого массива заняло четыре минуты. Массивы были предоставлены компанией Fokker Space . нидерландской [2] [60]
Когда прямой солнечный свет недоступен, питание обеспечивается двумя никель-кадмиевыми батареями емкостью 24 А·ч и массой 41 кг (90 фунтов) каждая. Батареи были предоставлены компанией SAFT . французской [2] [60]
Система радиационного контроля [ править ]
Камеры сопровождаются системой радиационного контроля EPIC (ERMS), которая измеряет радиационную обстановку вокруг космического корабля; в частности, окружающий поток протонов и электронов. Это обеспечивает предупреждение о разрушительных радиационных событиях и позволяет автоматически отключить чувствительные ПЗС-матрицы камеры и связанную с ней электронику. СЭД была построена Центром пространственных исследований районов Франции. [13] [38] [40]
Камеры визуального наблюдения [ править ]
Камеры визуального мониторинга (VMC) на космическом корабле были добавлены для наблюдения за развертыванием солнечных батарей и солнцезащитного экрана, а также предоставили изображения срабатывания двигателей и выделения газа из телескопической трубы во время ранних операций. На узле фокальной плоскости были установлены два VMC. Первая — FUGA-15, черно-белая камера с расширенным динамическим диапазоном и разрешением 290×290 пикселей. Вторая — IRIS-1, цветная камера с изменяемым временем экспозиции и разрешением 400×310 пикселей. Обе камеры имеют размеры 6 × 6 × 10 см (2,4 × 2,4 × 3,9 дюйма) и весят 430 г (15 унций). Они используют датчики с активными пикселями — технологию, которая была новой на момент разработки XMM- Newton . Камеры были разработаны компаниями OIC-Delft и IMEC . бельгийскими [56] [61]
Наземные системы [ править ]
Центр управления полетом XMM-Newton расположен в Европейском центре космических операций (ESOC) в Дармштадте , Германия. Две наземные станции , расположенные в Перте и Куру , используются для поддержания постоянного контакта с космическим кораблем на большей части его орбиты. Резервные наземные станции расположены в Виллафранка-дель-Кастильо , Сантьяго и Донгаре . Поскольку XMM-Newton не имеет встроенного хранилища данных, научные данные передаются на эти наземные станции в режиме реального времени. [20]
Затем данные передаются в космической астрономии Центр научных операций Европейского центра в Вильяфранка-дель-Кастильо, Испания, где с марта 2012 года осуществляется конвейерная обработка данных. Данные архивируются в Центре научных данных ESAC. [62] и распространено в зеркальных архивах Центра космических полетов Годдарда и Научного центра исследования XMM-Ньютона (SSC) в L'Institut de Recherche en Astrophysique et Planetologie . До июня 2013 года SSC находился в ведении Университета Лестера , но операции были перенесены из-за прекращения финансирования со стороны Великобритании. [16] [63]
Наблюдения и открытия [ править ]
Космическая обсерватория использовалась для обнаружения скопления галактик XMMXCS 2215-1738 в 10 миллиардах световых лет от Земли. [64]
Объект SCP 06F6 , открытый космическим телескопом Хаббла (HST) в феврале 2006 года, наблюдался телескопом XMM-Newton в начале августа 2006 года и, по-видимому, демонстрировал вокруг себя рентгеновское свечение. [65] на два порядка ярче, чем у сверхновых . [66]
В июне 2011 года группа из Женевского университета , Швейцария , сообщила, что XMM-Ньютон наблюдал вспышку, которая длилась четыре часа с максимальной интенсивностью, в 10 000 раз превышающей нормальную скорость, в результате наблюдения сверхгигантского быстрого рентгеновского переходного процесса IGR J18410-0535. , где голубая звезда-сверхгигант выпустила шлейф вещества, которое было частично поглощено меньшей нейтронной звездой- компаньоном с сопутствующим рентгеновским излучением. [67] [68]
В феврале 2013 года было объявлено, что XMM-Newton вместе с NuSTAR впервые измерили скорость вращения сверхмассивной черной дыры , наблюдая черную дыру в ядре галактики NGC 1365 . В то же время была проверена модель, объясняющая искажение рентгеновских лучей, испускаемых черной дырой. [69] [70]
В феврале 2014 года отдельные анализы выделили из спектра рентгеновского излучения, наблюдаемого XMM-Newton, монохроматический сигнал около 3,5 кэВ. [71] [72] Этот сигнал исходит от разных скоплений галактик , и несколько сценариев развития темной материи могут оправдать такую линию. Например, кандидат с энергией 3,5 кэВ аннигилирует на 2 фотона, [73] или частица темной материи с энергией 7 кэВ, распадающаяся на фотон и нейтрино. [74]
В июне 2021 года в ходе одного из крупнейших рентгеновских исследований с использованием космической обсерватории XMM-Newton Европейского космического агентства были опубликованы первоначальные результаты, отражающие рост 12 000 сверхмассивных черных дыр в ядрах галактик и скоплений галактик. [75]
См. также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ «Информационный бюллетень XMM-Ньютон» . Европейское космическое агентство. 20 августа 2014 года . Проверено 16 июня 2018 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п д р с т в v В х и С Уилсон, Эндрю (июнь 2005 г.). «XMM-Ньютон» (PDF) . Достижения ЕКА (3-е изд.). Европейское космическое агентство. стр. 206–209. ISBN 92-9092-493-4 . Публикация ЕКА BR-250.
- ^ «Безупречный запуск» . Европейское космическое агентство. 10 декабря 1999 года . Проверено 21 сентября 2014 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б «Ариан-5» . Космическая страница Гюнтера . Проверено 21 сентября 2014 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с «Продление срока службы научных миссий ЕКА» . ЕКА . 7 марта 2023 г. Проверено 20 марта 2023 г.
- ^ «ХММ – Орбита» . Небеса Выше . 3 февраля 2016 года . Проверено 3 февраля 2016 г.
- ^ «XMM-Ньютон: Цели» . Европейское космическое агентство. 8 июля 2011 года . Проверено 5 февраля 2016 г.
- ^ «Краткое описание миссии Афины» . Европейское космическое агентство. 2 мая 2022 г. Проверено 28 ноября 2022 г.
- ^ Кречмар, Питер (2018). Общий статус миссии XMM-Newton (PDF) . Встреча группы пользователей XMM-Newton №19. 17–18 мая 2018. Виллафранка-дель-Кастильо, Испания.
- ^ Шартель, Норберт; Сантос-Ллео, Мария; Пармар, Арвинд; Клавель, Жан (февраль 2010 г.). «10 лет открытий: в память о первом десятилетии XMM-Newton» . Бюллетень ЕКА (141): 2–9. ISSN 0376-4265 .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с д и ж г «Обзор XMM-Ньютон» . Европейское космическое агентство. 4 июня 2013 года . Проверено 31 января 2016 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Янсен, Ф.; Ламб, Д.; Альтиери, Б.; Клавель, Дж.; Эль, М.; и др. (2001). «Обсерватория XMM-Ньютон. I. Космический корабль и операции» (PDF) . Астрономия и астрофизика . 365 (1): Л1–Л6. Бибкод : 2001A&A...365L...1J . дои : 10.1051/0004-6361:20000036 .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с д и ж г «Вселенная просвечивается рентгеном и британская наука удостоена чести». Авиастроение и аэрокосмические технологии . 72 (4). Изумрудная группа. 2000. doi : 10.1108/aeat.2000.12772daf.010 .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с д и ж Ламб, Дэвид Х.; Шартель, Норберт; Янсен, Фред А. (февраль 2012 г.). «Рентгеновская многозеркальная обсерватория миссии (XMM-Ньютон)». Оптическая инженерия . 51 (1). 011009.arXiv : 1202.1651 . Бибкод : 2012OptEn..51a1009L . дои : 10.1117/1.OE.51.1.011009 . S2CID 119237088 .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с д и Ла Паломбара, Никола (12 сентября 2010 г.). «Двадцать лет с XMM (и даже больше...)» (PDF) . Национальный институт астрофизики . Проверено 31 января 2016 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б «Научный центр исследований XMM-Ньютон» . Университет Лестера . Проверено 31 января 2016 г.
- ^ « Черная красавица» плывет в тропики» . Европейское космическое агентство. 13 сентября 1999 года . Проверено 3 февраля 2016 г.
- ^ «XMM прибывает во Французскую Гвиану» . Европейское космическое агентство. 27 сентября 1999 года . Проверено 3 февраля 2016 г.
- ^ «XMM-Ньютон: Детали траектории» . Национальный центр данных космических исследований . НАСА . Проверено 1 февраля 2016 года .
- ^ «XMM-Ньютон Операции» . Европейское космическое агентство . Проверено 3 февраля 2016 г.
- ^ «ПР 54-1999: ХММ летает красиво» (Пресс-релиз). Европейское космическое агентство. 20 декабря 1999 г. ПР 54-1999 . Проверено 3 февраля 2016 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с «XMM-Ньютон: что нового» . НАСА . Проверено 3 февраля 2016 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б «XMM-Ньютон: информационный бюллетень» . Европейское космическое агентство. 21 декабря 2012 года . Проверено 3 февраля 2016 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с «Первые результаты охлаждения приборов XMM-Newton RGS и EPIC MOS» . Европейское космическое агентство. 11 ноября 2002 г. Архивировано из оригинала 6 февраля 2016 г. Проверено 5 февраля 2016 г.
- ^ «ЕКА получает орбитальный призыв о помощи» . Aero-News.net . 23 октября 2008 года . Проверено 5 февраля 2016 г.
- ^ «Восстановление контакта с XMM-Ньютон» . Европейское космическое агентство. 22 октября 2008 года . Проверено 5 февраля 2016 г.
- ^ «XMM-Newton снова говорит громко и ясно» . Европейское космическое агентство. 23 октября 2008 года . Проверено 5 февраля 2016 г.
- ^ «XMM-Ньютон-НОВОСТИ № 36» . Европейское космическое агентство. 1 декабря 2003 г. Архивировано из оригинала 6 февраля 2016 г. Проверено 4 февраля 2016 г.
- ^ «Продление миссии XMM-Newton одобрено» . Европейское космическое агентство. 6 декабря 2005 г. Проверено 4 февраля 2016 г.
- ^ «Продление миссии XMM-Newton одобрено» . Европейское космическое агентство. 15 ноября 2007 года . Проверено 4 февраля 2016 г.
- ^ «Европа сохраняет свое присутствие на последнем рубеже» . Европейское космическое агентство. 22 ноября 2010 года . Проверено 5 февраля 2016 г.
- ^ «Продление трудовой жизни в научных миссиях ЕКА» . Европейское космическое агентство. 20 ноября 2014 года . Проверено 5 февраля 2016 г.
- ^ «Наука и технологии ЕКА — подтверждено двухлетнее продление научных миссий ЕКА» . sci.esa.int . Проверено 9 июля 2021 г.
- ^ «Наука и технологии ЕКА – зеленый свет для продолжения работы научных миссий ЕКА» . sci.esa.int . Проверено 9 июля 2021 г.
- ^ «Наука и технологии ЕКА: продление срока действия научных миссий ЕКА» . sci.esa.int . Проверено 9 июля 2021 г.
- ^ Барре, Х.; Най, Х.; Джанин, Г. (декабрь 1999 г.). «Обзор системы обсерватории XMM» . Бюллетень . 100 (100). Европейское космическое агентство: 15–20. Бибкод : 1999ESABu.100...15B . ISSN 0376-4265 .
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с д «XMM-Newton: Инструменты: Европейская камера фотонной визуализации (EPIC)» . Европейское космическое агентство. 18 августа 2015 года . Проверено 6 февраля 2016 г.
- ^ «Научные режимы камер EPIC» . Руководство пользователя XMM-Newton . Европейское космическое агентство. 20 июля 2015 г. с. 3.3.2. Выпуск 2.13. Архивировано из оригинала 15 декабря 2015 года . Проверено 6 февраля 2016 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с Тернер, MJL; Эбби, А.; Арно, М.; Баласини, М.; Барбера, М.; и др. (январь 2001 г.). «Европейская фотонная камера на XMM-Newton: МОП-камеры» (PDF) . Астрономия и астрофизика . 365 (1): Л27–Л35. arXiv : astro-ph/0011498 . Бибкод : 2001A&A...365L..27T . дои : 10.1051/0004-6361:20000087 . S2CID 17323951 .
- ^ «Концепция детектора pn-CCD» . PNSensor.de . 2 июля 2008 года . Проверено 6 февраля 2016 г.
- ^ Стрюдер, Л.; Бриэль, У.; Деннерл, К.; Хартманн, Р.; Кендзиорра, Э.; и др. (январь 2001 г.). «Европейская фотонная камера на XMM-Newton: камера pn-CCD» (PDF) . Астрономия и астрофизика . 365 (1): Л18–Л26. Бибкод : 2001A&A...365L..18S . дои : 10.1051/0004-6361:20000066 .
- ^ Баскилл, Даррен (14 сентября 2006 г.). «Приборы EPIC-MOS на борту XMM-Newton» . Университет Лестера . Архивировано из оригинала 1 июля 2007 года.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с ден Гердер, JW; Бринкман, AC; Кан, С.М.; Брандуарди-Раймонт, Г.; Томсен, К.; и др. (январь 2001 г.). «Спектрометр с отражательной решеткой на борту XMM-Newton» (PDF) . Астрономия и астрофизика . 365 (1): L7–L17. Бибкод : 2001A&A...365L...7D . дои : 10.1051/0004-6361:20000058 . ден Гердер (2001) утверждает, что система RGS работает в диапазоне от 6 до 38 ангстрем , но большинство источников, включая официальные сайты ЕКА, опровергают это.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б с Бринкман, А.; Аартс, Х.; ден Боггенде, А.; Бутсма, Т.; Дуббельдам, Л.; и др. (1998). Спектрометр с отражательной решеткой на борту XMM (PDF) . Наука с XMM. 30 сентября – 2 октября 1998 г. Нордвейк, Нидерланды. Бибкод : 1998sxmm.confE...2B .
- ^ «Спектрометр с отражающей решеткой (RGS) на борту XMM-Newton» . Европейское космическое агентство. Архивировано из оригинала 29 декабря 2015 года . Проверено 6 февраля 2016 г.
- ^ «XMM-Ньютон: Инструменты: Спектрометр с отражающей решеткой (RGS)» . Европейское космическое агентство. 18 августа 2015 года . Проверено 6 февраля 2016 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б «XMM-Ньютон: Инструменты: Оптический монитор (ОМ)» . Европейское космическое агентство. 18 августа 2015 года . Проверено 6 февраля 2016 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б Мейсон, КО; Бривелд, А.; Многое, Р.; Картер, М.; Кордова, ФА; и др. (январь 2001 г.). «Оптический/УФ-мониторный телескоп XMM-Newton» (PDF) . Астрономия и астрофизика . 365 (1): L36–L44. arXiv : astro-ph/0011216 . Бибкод : 2001A&A...365L..36M . дои : 10.1051/0004-6361:20000044 . S2CID 53630714 .
- ^ «XMM-Ньютон: Рентгеновские зеркала: Введение» . Европейское космическое агентство. 3 апреля 2013 года . Проверено 5 февраля 2016 г.
- ^ «XMM-Ньютон: Рентгеновские зеркала: Конфигурация» . Европейское космическое агентство. 3 апреля 2013 года . Проверено 5 февраля 2016 г.
- ^ «XMM-Ньютон: Рентгеновские зеркала: оптическая конструкция» . Европейское космическое агентство. 3 апреля 2013 года . Проверено 5 февраля 2016 г.
- ^ де Шамбур, Д.; Лейн, Р.; ван Катвейк, К.; ван Кастерен, Дж.; Глод, П. (февраль 1997 г.). «Производство рентгеновских зеркал для космического корабля XMM ЕКА» . Бюллетень (89). Европейское космическое агентство: 68–79. ISSN 0376-4265 .
- ^ «XMM-Ньютон: Инженерия: системы ориентации и орбитального управления (AOCS)» . Европейское космическое агентство. 19 сентября 2011 года . Проверено 7 февраля 2016 г.
- ^ «Подсистема управления ориентацией и орбитой (AOCS)» . Руководство пользователя XMM-Newton . Европейское космическое агентство. 20 июля 2015 г. с. 3.6.2. Выпуск 2.13. Архивировано из оригинала 15 декабря 2015 года . Проверено 6 февраля 2016 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б «Самолеты в космосе: уникальные снимки XMM» . Европейское космическое агентство. 17 декабря 1999 года . Проверено 12 февраля 2016 г.
- ^ Скорость, Ричард. «Идеальный полный привод: как ESA поддерживает XMM-Newton на плаву спустя 20 и более лет» . www.theregister.com . Проверено 31 декабря 2020 г.
- ^ Панталеони, Мауро. «Эксплуатационная задача XMM-Newton по замене системы ориентации на 4 активных реактивных колеса после 12 лет рутинной работы» . Исследовательские ворота . Проверено 31 декабря 2020 г.
- ^ Кирш, Маркус. «XMM-Newton-MOC готовится к третьему десятилетию работы» (PDF) . ЕКА . Проверено 31 декабря 2020 г.
- ↑ Перейти обратно: Перейти обратно: а б «XMM в последний раз на Земле расправляет крылья» . Европейское космическое агентство. 18 августа 1999 года . Проверено 12 февраля 2016 г.
- ^ Хабинк, Сэнди; Карлссон, Андерс; Вейманс, Виллем; Жаме, Дэвид; Ожье, Вернер; и др. (2000). Результаты полета с использованием камер визуального наблюдения (PDF) . Системы данных в аэрокосмической отрасли. 22–26 мая 2000 г. Монреаль, Канада. Бибкод : 2000ESASP.457...71H .
- ^ «Добро пожаловать в научный архив XMM-Newton» . Европейское космическое агентство. 6 августа 2018 года . Проверено 15 октября 2018 г.
- ^ «Научный центр исследований XMM-Ньютон» . Институт исследований в области астрофизики и планетологии . Проверено 31 января 2016 г.
- ^ Билинг, Жаки (7 июня 2006 г.). «На расстоянии 10 миллиардов световых лет обнаружено массивное скопление галактик» (Пресс-релиз). Университет Сассекса.
- ^ Брамфил, Джефф (19 сентября 2008 г.). «Как они задаются вопросом, кто ты такой» . Природа . дои : 10.1038/news.2008.1122 . Проверено 12 февраля 2016 г.
- ^ Генсике, Борис Т.; Леван, Эндрю Дж.; Марш, Томас Р.; Уитли, Питер Дж. (июнь 2009 г.). «SCP 06F6: богатый углеродом внегалактический переходный процесс при красном смещении Z ≃ 0,14?». Письма астрофизического журнала . 697 (2): L129–L132. arXiv : 0809.2562 . Бибкод : 2009ApJ...697L.129G . дои : 10.1088/0004-637X/697/2/L129 . S2CID 14807033 .
- ^ «Нейтронная звезда откусывает больше, чем может проглотить» . Европейское космическое агентство. 28 июня 2011 года . Проверено 12 февраля 2016 г.
- ^ Боззо, Э.; Джунта, А.; Кусумано, Г.; Ферриньо, К.; Уолтер, Р.; и др. (июль 2011 г.). «Наблюдения XMM-Newton за IGR J18410-0535: поглощение сгустка сверхгигантским быстрым рентгеновским переходным процессом». Астрономия и астрофизика . 531 . А130. arXiv : 1106.5125 . Бибкод : 2011A&A...531A.130B . дои : 10.1051/0004-6361/201116726 . S2CID 119231893 .
- ^ Харрингтон, доктор юридических наук; Клавин, Уитни (27 февраля 2013 г.). «NuSTAR НАСА помогает решить загадку вращения черной дыры» (пресс-релиз). НАСА . Проверено 20 сентября 2014 г.
- ^ Рисалити, Г.; Харрисон, ФА; Мэдсен, К.К.; Уолтон, диджей; Боггс, ЮВ; и др. (февраль 2013 г.). «Быстро вращающаяся сверхмассивная черная дыра в центре NGC 1365». Природа . 494 (7438): 449–451. arXiv : 1302.7002 . Бибкод : 2013Natur.494..449R . дои : 10.1038/nature11938 . ПМИД 23446416 . S2CID 2138608 .
- ^ Бюльбюль, Эсра; Маркевич, Максим; Фостер, Адам; Смит, Рэндалл К.; Левенштейн, Майкл; и др. (июль 2014 г.). «Обнаружение неопознанной линии излучения в суммированном рентгеновском спектре скоплений галактик». Астрофизический журнал . 789 (1). 13. arXiv : 1402.2301 . Бибкод : 2014ApJ...789...13B . дои : 10.1088/0004-637X/789/1/13 . S2CID 118468448 .
- ^ Боярский, Алексей; Ручайский Олег; Якубовский Дмитрий; Франс, Йерун (декабрь 2014 г.). «Неопознанная линия в рентгеновских спектрах галактики Андромеды и скопления галактик Персея». Письма о физических отзывах . 113 (25). 251301. arXiv : 1402.4119 . Бибкод : 2014PhRvL.113y1301B . doi : 10.1103/PhysRevLett.113.251301 . ПМИД 25554871 . S2CID 21406370 .
- ^ Дудас, Эмилиан; Эртье, Люсьен; Мамбрини, Янн (август 2014 г.). «Генерация рентгеновских линий в результате аннигиляции темной материи». Физический обзор D . 90 (3). 035002. arXiv : 1404.1927 . Бибкод : 2014PhRvD..90c5002D . дои : 10.1103/PhysRevD.90.035002 . S2CID 118573978 .
- ^ Исида, Хироюки; Чон, Кван Сик; Такахаси, Фуминобу (май 2014 г.). «Стерильная темная материя нейтрино 7 кэВ из механизма расщепления аромата». Буквы по физике Б. 732 : 196–200. arXiv : 1402.5837 . Бибкод : 2014PhLB..732..196I . дои : 10.1016/j.physletb.2014.03.044 . S2CID 119226364 .
- ^ «Новая рентгеновская карта показывает растущие сверхмассивные черные дыры в полях исследования следующего поколения» . Физика.орг . 8 июня 2021 г.
Внешние ссылки [ править ]
- XMM-Newton Веб-сайт от ЕКА
- Веб-сайт XMM-Newton Operations от ESA
- XMM-Ньютон. Веб-сайт Центра научных операций Архивировано 13 декабря 2015 г. в Wayback Machine ESA.
- Веб-сайт научного центра XMM-Newton Survey Института исследований астрофизики и планетологии
- XMM-Ньютон Веб-сайт гостевого наблюдательного центра НАСА/Центра космических полетов Годдарда
- Статья XMM-Newton на eoPortal от ESA