Исследователь экстремального ультрафиолета
 Космический корабль EUVE | |
| Имена | Эксплорер 67 ЕСВЕ |
|---|---|
| Тип миссии | Ультрафиолетовая астрономия |
| Оператор | НАСА |
| ИДЕНТИФИКАТОР КОСПЭРЭ | 1992-031А |
| САТКАТ нет. | 21987 |
| Веб-сайт | ssl.berkeley.edu/euve |
| Продолжительность миссии | 6 месяцев (планируется) 8,5 лет (достигнуто) |
| Свойства космического корабля | |
| Космический корабль | Эксплорер 67 |
| Тип космического корабля | Исследователь экстремального ультрафиолета |
| Автобус | Многоцелевой модульный космический корабль (ММС) |
| Производитель | Лаборатория космических наук |
| Стартовая масса | 3275 кг (7220 фунтов) |
| Власть | 1100 Вт |
| Начало миссии | |
| Дата запуска | 7 июня 1992 г., 16:40:00 UTC |
| Ракета | Дельта 6920-10 (Дельта 210) |
| Запуск сайта | Мыс Канаверал , LC-17A |
| Подрядчик | Астронавтическая компания Макдоннелл Дуглас |
| Вступил в сервис | 7 июня 1992 г. |
| Конец миссии | |
| Деактивирован | 31 января 2001 г. |
| Последний контакт | 2 февраля 2001 г. |
| Дата распада | 31 января 2002 г. |
| Орбитальные параметры | |
| Справочная система | Геоцентрическая орбита [1] |
| Режим | Низкая околоземная орбита |
| Высота перигея | 515 км (320 миль) |
| Высота апогея | 527 км (327 миль) |
| Наклон | 28.40° |
| Период | 94,80 минут |
| Инструменты | |
| Исследование глубокого космоса в экстремальном ультрафиолете Обзор всего неба в экстремальном ультрафиолете | |
Extreme Ultraviolet Explorer ( EUVE или Explorer 67 ) — космический телескоп НАСА для ультрафиолетовой астрономии . EUVE был частью серии космических кораблей НАСА Explorer. Запущен 7 июня 1992 года. EUVE с приборами для ультрафиолетового (УФ) излучения с длиной волны от 7 до 76 нм (что эквивалентно энергии 0,016–0,163 кэВ ) стал первой спутниковой миссией, особенно для коротковолнового ультрафиолетового диапазона. Спутник произвел обзор всего неба 801 астрономической цели, а затем был выведен из эксплуатации 31 января 2001 года. [1]
Миссия
[ редактировать ]Extreme-Ultraviolet Explorer (EUVE) представлял собой вращающийся космический корабль, предназначенный для вращения вокруг линии Земля/Солнце. EUVE был частью серии космических кораблей НАСА Explorer и предназначен для работы в крайнем ультрафиолетовом (EUV) диапазоне спектра, от 70 до 760 Ангстрем (Å). Целью этого космического корабля было проведение обзора всего неба, а затем глубокого обзора и точечных наблюдений. В задачи науки входило обнаружение и изучение источников УФ-излучения, излучающих в этой спектральной области, а также анализ влияния межзвездной среды на излучение этих источников. [2] Предложение о создании корабля исходило от группы космической астрофизики Университета Беркли, которая ранее работала с телескопом EUV на элементе «Аполлон» миссии «Аполлон-Союз» . [3]
Обзор всего неба был выполнен тремя телескопами скользящего падения Вольтера-Шварцшильда. Во время обзора неба спутник вращался три раза за виток, чтобы получить изображение полосы неба шириной 2 ° в каждой из четырех полос пропускания EUV. Глубокий обзор был выполнен с помощью четвертого телескопа скользящего падения Вольтера-Шварцшильда в области неба 2 × 180 °. Этот телескоп также использовался для трех-EUV-полосной спектроскопии отдельных источников, обеспечивая спектры с разрешением ~ 1–2 Å. [2]
Цели миссии включали несколько различных областей наблюдения с использованием крайнего ультрафиолета диапазона частот (EUV):
- Провести обзор всего неба в крайнем ультрафиолетовом диапазоне;
- Сделать глубокую съемку в EUV диапазоне на двух отдельных полосах пропускания ;
- Проводить спектроскопические наблюдения целей, обнаруженных другими миссиями;
- Для наблюдения источников EUV, таких как горячие белые карлики и корональные звезды ;
- Изучить состав межзвездной среды с помощью ЭУФ- спектроскопии ;
- Определить, будет ли полезно создать еще один, более чувствительный EUV-телескоп.
Космический корабль
[ редактировать ]Научные инструменты были прикреплены к многоцелевому модульному космическому кораблю (MMS). MMS была стабилизирована по 3 осям, имела звездную систему управления координатами и солнечные батареи. [2]
Инструменты полезной нагрузки
[ редактировать ]
НАСА описало эти инструменты: [4]
- 2 Вольтера-Шварцшильда типа I зеркала скользящего падения , каждое с микроканальной пластиной формирования изображений (детектор MCP) (сканеры A и B), поля зрения диаметр ~5°; две полосы пропускания 44–220 Å 140–360 Å;
- 1 зеркало скользящего падения Вольтера-Шварцшильда типа II с отображающей микроканальной пластиной (детектор MCP) с полем обзора ~4° в диаметре; две полосы пропускания 520–750 Å и 400–600 Å;
- 1 Зеркало скользящего падения типа Вольтера-Шварцшильда II. Телескоп Deep Survey/ Спектрометр . Свет разделен, половина света подается на:
- Детектор MCP для глубокой съемки и
- Три спектрометра, каждый из которых представляет собой комбинацию решетки и детектора МКП: SW (70–190 Å), MW (140–380 Å), LW (280–760 Å).
Эксперименты
[ редактировать ]Исследование глубокого космоса в экстремальном ультрафиолете
[ редактировать ]Спектрометр EUVE представлял собой тройную симметричную бесщелевую конструкцию объектива, основанную на отражающих решетках с переменным межстрочным пространством. Фотонные изображения накапливаются одновременно в трех полосах пропускания с эффективным спектральным разрешением 200–400 в трех полосах пропускания от 70 до 760 Å. Приборы Spectrometer и Deep Survey используют одно зеркало DS/S. Области зеркала, предназначенные для спектрометра и Deep Survey, были определены в передней апертуре, которая представляла собой кольцо, разделенное на шесть сегментов. На каждый из каналов спектрометра поступает луч света от одного из трех чередующихся сегментов. Такое деление дает каждому каналу геометрическую площадь 75 см. 2 (11,6 кв. дюймов). После зеркала каждый сходящийся луч попадает на одну из трех решеток, которые фокусируют спектры на трех детекторах, расположенных по кругу вокруг центрального детектора Deep Survey. Пропускная способность спектрометра EUVE определялась совместным воздействием отражательной способности покрытия зеркал и решеток, которая была функцией как длины волны, так и угла скольжения, пропускания фильтра и функций квантовой эффективности материалов фотокатода детектора. [5]
Коллиматоры и фон неба
[ редактировать ]Чтобы добиться хорошего спектрального разрешения, любой EUV-спектрометр должен быть спроектирован так, чтобы ограничивать влияние диффузного излучения неба. Средне- и длинноволновые каналы спектрометра EUVE имеют коллиматоры с проволочной сеткой, расположенные непосредственно после апертуры перед зеркалом, которые ограничивают углы скольжения падающего света, чтобы исключить часть фона неба. Они состоят из 15 вытравленных молибденовых сеток, расположенных экспоненциально и удерживаемых в термостойкой клешневой структуре, также из молибдена. Профиль передачи пакета имеет треугольную форму в направлении рассеивания и ограничивает луч до 20 угловых минут на полувысоте . Пропускание каждого узла коллиматора было проверено в видимом свете. Относительное пропускание коллиматора измерялось в EUV путем сравнения пропускной способности спектрометра, измеренной как функция внеосевого угла, до и после установки коллиматоров в средне- и длинноволновых каналах. Также определялось выравнивание по направлению оси инструмента. Оба коллиматора работали как положено, с пиковой передачей 64,2% и 65,4% в средневолновом и длинноволновом каналах соответственно. [5]
Решетки с переменным пространством
[ редактировать ]Спектрометр EUVE включал в себя плоские дифракционные решетки с плавно меняющимся межстрочным расстоянием, помещенные в сходящийся луч телескопа для дифракции света по мере его приближения к фокусу. Как и вогнутые решетки, они исключают использование другой фокусирующей оптики после рассеивания. В отличие от равномерно расположенных линеек, решетки с переменным межстрочным пространством могут давать почти стигматические спектры, используя прямые канавки с традиционными линейками. Решетки обожжены для использования в первом внутреннем порядке. «Внутри» использовалось для обозначения дифрагированных порядков под углами между нормалью поверхности и направлением зеркального отражения и обозначалось знаком минус при числовом представлении, например, -1-й порядок. Решетки покрывают три перекрывающихся полос пропускания; короткие волны от 70 до 190 А, средние длины волн от 140 до 380 А и длинные волны от 280 до 760 Å. Плотность канавок варьируется от 415 до 3550 канавок/мм. Решетки были изготовлены компанией Hitachi, Inc. на заводе Naka Optical Works в Японии. Коротковолновая решетка покрыта родием для оптимизации отражательной способности в диапазоне от 70 до 190 Å. Средне- и длинноволновые решетки имеют платиновые поверхностные покрытия. [5]
Спектрометрические фильтры
[ редактировать ]Тонкопленочные фильтры толщиной несколько тысяч Å полностью закрывали каждый детектор. Они определяют широкую полосу пропускания, экранируя яркие геокорональные и межпланетные линии, такие как альфа-излучение Лаймана и некоторые более высокие порядки дифракции. Материалами были лексан и бор в коротковолновом канале, алюминий и углерод в среднем и алюминий в длинноволновом канале. Два более длинноволновых фильтра имеют внеосевой квадрант материала, который охватывает ту же полосу пропускания, что и один из более коротких каналов. В этих положениях, которые соответствуют внеосевым углам примерно 0,5 °, некоторые длины волн, которые обычно лежат в диапазоне более короткого канала, появляются в более длинноволновом канале во втором порядке (n = -2) и пропускаются альтернативным фильтром. . Длины волн от частей более короткой полосы пропускания, которые перекрывают более длинный канал, также отображаются в первом порядке. Эти внеосевые местоположения настроены для использования в качестве резервных копий для дублирования коротких и средних каналов в случае выхода из строя любого из этих детекторов. [5]
Микроканальные пластинчатые детекторы
[ редактировать ]Все детекторы EUVE представляли собой детекторы на микроканальных пластинах (MCP). Детекторы MCP представляют собой устройства электронного усиления, которые обеспечивают двумерное изображение и маркировку времени отдельных событий EUV-фотонов. В каждом детекторе используется смещенная стопка из трех МКП из пористого кварца с соотношением длины канала к диаметру примерно 80:1. Стек действует как электронный умножитель и поддерживается проводящим анодом, разделенным на градуированные узоры «клин, полоска и зигзаг». На верхнюю пластину нанесен фотокатод из бромида калия (KBr) для усиления фотоэлектрического отклика на длинах волн EUV. Когда фотон возбуждает переднюю поверхность, смещение 4–5 кВ приводит к тому, что каскадные электроны образуют облако размером 2–3 × 10 7 электроны, которые затем ударяются о разделенный анод. Положения событий (X, Y) рассчитываются встроенным программным обеспечением прибора (ISW) на основе разделения облака заряда между клиновидными, полосковыми и зигзагообразными областями анода. Детекторы записывают позиции 0–2047 в каждом измерении, а размер одного пикселя составляет около 29×29 микрон. В результате размер пикселя при переназначении на небо составил примерно 4,25 секунды. Все детекторы были оснащены четырьмя стимуляторами или «стимулирующими» штырями, которые периодически возбуждают анод в стандартных положениях и используются для контроля стабильности положения. Детекторы были расположены на сагиттальном пересечении, чтобы обеспечить хорошее изображение всего детектора, а не оптимизировать спектральную фокусировку в одной точке. [5]
Обзор всего неба в экстремальном ультрафиолете
[ редактировать ]Это исследование предназначено для проведения обзора всего неба в поисках источников EUV. В комплект приборов входят четыре телескопа скользящего падения Вольтера-Шварцшильда (с тонкопленочными фильтрами EUV) для сбора и изоляции излучения. Детекторная система каждого телескопа представляла собой преобразователь изображения с клиновым и ленточным анодом, состоящий из микроканальной пластины, клинового и ленточного анода, а также детекторных усилителей, предназначенных для получения изображений полей неба в выбранных диапазонах длин волн. Три телескопа предназначены для работы под прямым углом к оси вращения и проведения обзора неба с полосовыми фильтрами (ориентировочно) для диапазонов длин волн от 80 до 190 Å, от 170 до 330 Å и от 500 до 750 Å. Эти три телескопа направлены перпендикулярно линии Земля-Солнце и с каждым оборотом космического корабля очерчивают в небе большой круг. По мере того как Земля движется вокруг Солнца, большой круг каждый день смещается на 1°, поэтому вся небесная сфера обозревается за 6 месяцев. Четвертый телескоп направлен в антисолнечном направлении, в пределах теневого конуса Земли. В этом ограниченном направлении фон He II 304 Å практически полностью отсутствует, и, таким образом, можно получить более высокую чувствительность для наблюдения избранных интересных объектов. Спектроскопические наблюдения наиболее ярких ЭУФ-источников проводятся с разрешающей способностью 100 от 80 до 800 Å. [6]
Обзор всего неба был завершен в августе 1993 года, и к этому времени был обнаружен 801 источник УФ-излучения. [7]
Вход в атмосферу
[ редактировать ]Миссия EUVE продлевалась дважды, но вопросы стоимости и научной ценности привели НАСА к решению прекратить миссию в 2000 году. Операции спутников EUVE завершились 31 января 2001 года, когда космический корабль был помещен в безопасное место. Передатчики были запущены 2 февраля 2001 года. EUVE снова вошел в атмосферу Земли над центральным Египтом примерно в 04:15 по всемирному координированному времени 31 января 2002 года. Миссия считается успешной, поскольку она достигла своих научных, технологических и информационно-просветительских целей. [2]
См. также
[ редактировать ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б «Траектория: EUVE (Эксплорер 67) 1992-031А» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 27 ноября 2021 г.
В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе . - ^ Jump up to: а б с д «Дисплей: EUVE (Explorer 67) 1992-031A» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 27 ноября 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ Харви, Брайан (2018). Открытие космоса с помощью малых космических аппаратов Американская программа исследователей . Спрингер Праксис. стр. 168–169. ISBN 9783319681382 .
- ^ «Обсерватория EUVE» . НАСА. 24 сентября 2020 г. Проверено 27 ноября 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ Jump up to: а б с д и «Эксперимент: исследование глубокого неба в экстремальном ультрафиолете» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 27 ноября 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ «Эксперимент: обзор всего неба в экстремальном ультрафиолете» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 27 ноября 2021 г. В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ Харви, Брайан (2018). Открытие космоса с помощью малых космических аппаратов Американская программа исследователей . Спрингер Праксис. стр. 171–172. ISBN 9783319681382 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Страница EUVE в Лаборатории космических наук (ссылки на научные достижения и публикации)
- Страница EUVE в NASA GSFC
- Страница EUVE в NASA-STScI (MAST) (имеет звездную карту наблюдений EUVE)
