Миссия рентгеновской визуализации и спектроскопии - X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission

Миссия рентгеновской визуализации и спектроскопии (X 線 分光 撮 像 衛星)
ИменаXARM, преемник ASTRO-H, ASTRO-H2
Тип миссииРентгеновская астрономия
ОператорJAXA
Начало миссии
Дата запускаЯнварь 2022 г.[1]
РакетаH-IIA 202
Запустить сайтКосмический центр Танегасима, Япония
ПодрядчикMitsubishi Heavy Industries
Параметры орбиты
Справочная системаГеоцентрический
РежимНизкая Земля
Главный
ИмяМягкий рентгеновский телескоп
Диаметр45 см (18 дюймов)[2]
Фокусное расстояние5,6 м (18 футов)[2]
 

В Миссия рентгеновской визуализации и спектроскопии (XRISM, произносится как «кризм»), ранее называвшаяся рентгеновской астрономической миссией по восстановлению (XARM), является Рентгеновская астрономия спутник Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA), чтобы обеспечить прорыв в изучении формирования структуры Вселенной, истоков из ядер галактик и темная материя.[3][4] Являясь 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, а АЛМА Обсерватории размещаются на своих полях.[2][5] Эта миссия является временной мерой, позволяющей избежать потенциального разрыва в периоде наблюдений между рентгеновскими телескопами настоящего (Чандра, XMM-Ньютон ) и будущего (АФИНА, Рентгеновская обсерватория Lynx ). Без XRISM в начале 2020-х годов в рентгеновской астрономии может возникнуть пустой период из-за потери Хитоми.[2][5] Во время разработки XRISM / XARM также был известен как «Преемник ASTRO-H», «ASTRO-H2».

Обзор

XRISM будет основываться на ASTRO-H миссия

С выходом на пенсию Сузаку в августе 2015 года, а детекторы на борту Рентгеновская обсерватория Чандра и XMM-Ньютон эксплуатируется более 15 лет и постепенно стареет, выход из строя Хитоми означало, что у рентгеновских астрономов будет 12-летний пустой период при наблюдении в мягком рентгеновском диапазоне до запуска ATHENA в 2028 году.[Примечание 1][2][5][6] Это может привести к серьезной неудаче для международного сообщества,[7] как и в начале 2020-х годов, исследования в других диапазонах длин волн, проводимые крупномасштабными обсерваториями, такими как космический телескоп Джеймса Уэбба и Тридцатиметровый телескоп начнется, в то время как телескоп, охватывающий наиболее важную часть рентгеновской астрономии, может и не быть.[2][5] Отсутствие новых миссий также может лишить молодых астрономов возможности получить практический опыт участия в проекте.[2][5] Наряду с этими причинами, мотивация к восстановлению науки, ожидаемая в результате Хитоми, стало основанием для начала XRISM проект. XRISM был рекомендован Консультативным советом ISAS по исследованиям и управлению, Ассоциацией астрофизики высоких энергий в Японии, Подкомитетом по астрофизике НАСА, Научным комитетом НАСА, Консультативным советом НАСА.[5][8]

С запланированным запуском в январе 2022 г.[1] XRISM восстановит науку, которая была потеряна Хитоми, такие как формирование структуры Вселенной, обратная связь от галактик / активных ядер галактик и история циркуляции вещества от звезд к скоплениям галактик.[4] Космический телескоп также будет служить демонстратором технологий для европейских стран. АФИНА (Advanced Telescope for High Energy Astrophysics) телескоп.[6][9][10] Несколько космических агентств, в том числе НАСА и Европейское космическое агентство (ЕКА)[11] участвуют в миссии. В Японии проектом руководит JAXA Институт космоса и астронавтики (ISAS), а участие США во главе с НАСА Центр космических полетов Годдарда (GSFC). Ожидается, что вклад США будет стоить около 80 миллионов долларов США, что примерно столько же, сколько вклад в Хитоми.[12][13]

Изменения от Хитоми

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

Команда астрономов из GSFC предлагает объединить XRISM спутник с источником спутник, содержащий радиоактивные источники. XRISM будет наблюдать за источником, чтобы провести абсолютную калибровку своих телескопов, таким образом работая как орбитальная рентгеновская «стандартная свеча». Благодаря своей широкой эффективной площади телескоп потенциально может установить несколько стандартных свечей в небе, наблюдая постоянные небесные источники. Если эта концепция окажется успешной, более поздние миссии, такие как ATHENA и Lynx, могут иметь свои собственные исходные спутниковые данные.[14]

Пока Хитоми имел набор инструментов от мягкого рентгеновского до мягкого гамма-излучения, XRISM сосредоточится вокруг инструмента Resolve (эквивалентно Хитомис SXS),[15] а также Xtend (SXI), который имеет высокое сродство к Resolve.[16] Ликвидация телескопа с жестким рентгеновским излучением основана на запуске НАСА NuSTAR спутник, разработка, которая не рассматривалась, когда Следующий предложение было изначально сформулировано.[17][Заметка 2] Пространственное и энергетическое разрешение NuSTAR аналогично Хитомис жесткие рентгеновские инструменты.[17] Один раз XRISMс Если операция началась, совместные наблюдения с NuSTAR, вероятно, будут необходимы.[4] Между тем, научная ценность границы ширины полосы мягкого и жесткого рентгеновского излучения была отмечена; поэтому возможность обновления XRISMс инструменты, которые будут частично поддерживать наблюдение в жестком рентгеновском диапазоне, находятся в стадии рассмотрения.[16][17] Кроме того, предложение жесткого рентгеновского телескопа с возможностями, превосходящими Хитоми также был предложен.[18] В СИЛА Космический телескоп (Сосредоточение внимания на релятивистской вселенной и космической эволюции) является кандидатом на участие в следующей конкурентной миссии ISAS среднего класса. Если выбрано, СИЛА должен быть запущен после середины 2020-х годов с целью проведения одновременных наблюдений с ATHENA.[18][4]

История

После преждевременного прекращения Хитоми миссия, 14 июня 2016 года JAXA объявило о своем предложении восстановить спутник.[19] Команда предпроектной подготовки XARM сформирована в октябре 2016 года.[20] В США разработка препарата началась летом 2017 года.[3] В июне 2017 года ESA объявило, что они будут участвовать в XRISM в качестве миссии возможностей.[11]

Инструменты

XRISM будет включать в себя два инструмента для изучения диапазона энергий мягкого рентгеновского излучения: Resolve и Xtend. На спутнике будут телескопы для каждого из инструментов, SXT-I (телескоп мягкого рентгеновского излучения для тепловизора) и SXT-S (телескоп мягкого рентгеновского излучения для спектрометра).[5] Пара телескопов будет иметь фокусное расстояние 5,6 м (18 футов).[2]

Разрешить

Resolve - это рентгеновский микро калориметр разработан НАСА и Центр космических полетов Годдарда.[1] Инструмент, скорее всего, не будет полной реконструкцией Хитомис SXS, поскольку от разработки SXS осталось некоторое оборудование, пригодное для использования в космосе, и эти запасные части могут быть использованы для создания Resolve.[21]

Xtend

Xtend - это рентген CCD камера. В отличие от Resolve, который будет версией своего предшественника «для печати», Xtend отличается тем, что его энергетическое разрешение будет улучшено с Хитомис SXI.[22]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Саку Цунета, генеральный директор ISAS, описывает ATHENA как «супер ASTRO-H».
  2. ^ Hitomi / ASTRO-H была известна как новый рентгеновский телескоп (NeXT) на этапе предложения

Рекомендации

  1. ^ а б c «Миссии возможностей (МО) в разработке - Миссия по рентгеновской визуализации и спектроскопии (XRISM) - решена». НАСА. Получено 9 июля 2019.
  2. ^ а б c d е ж грамм час 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). JAXA. Получено 1 июля, 2017.
  3. ^ а б Герц, Пол (22 июня 2017 г.). «Астрофизика» (PDF). НАСА. Получено 2017-07-01.
  4. ^ а б c d Фудзимото, Рюичи; Таширо, 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 つ い て" (PDF) (на японском языке). JAXA. Получено 2017-07-01.
  5. ^ а б c d е ж грамм час "Ｘ 線 天文 衛星 代替 機 の 検 討 状況 つ い て" (PDF) (на японском языке). MEXT. 29 сентября 2016 г.. Получено 2017-07-01.
  6. ^ а б «ISAS ニ ュ ー ス 2017.1 №430» (PDF) (на японском языке). Институт космоса и астронавтики. 22 января 2017 г.. Получено 2016-03-23.
  7. ^ "Ｘ 線 天文 衛星「 ひ と み 」の 異常 事 象 へ の 対 応 と 機 の 開 発 に つ い て" (PDF) (на японском языке). Комитет по национальной космической политике Японии. 18 августа 2016 г.. Получено 2017-07-01.
  8. ^ Ремесло, R; Бауц, М; Томсик, Дж (29 января 2017 г.). «Исследование горячей и энергичной Вселенной: рентгеновские лучи и астрофизика» (PDF). НАСА. Получено 2017-06-28.
  9. ^ Такахаши, Тадаюки (27 ноября 2015 г.). "X 線 天文 衛星 ASTRO-H の 衛星 概要" (PDF) (на японском языке). JAXA. Получено 2017-07-13.
  10. ^ Дотани, Тадаясу (15 июня 2011 г.). "Вклад JAXA в первый научный семинар Афины" (PDF). КАК ЕСТЬ. Получено 2017-06-24.
  11. ^ а б «ВЫБРАНА МИССИЯ ГРАВИТАЦИОННОЙ ВОЛНЫ, МИССИЯ ПО ОХОТЕ НА ПЛАНЕТУ ДВИЖЕТСЯ ВПЕРЕД». ЕКА. 20 июн 2017. Получено 2017-06-24.
  12. ^ Фуст, Джефф (21 июля 2016 г.). «НАСА может построить замену инструмента для японской астрономической миссии». SpaceNews. Получено 2017-06-30.
  13. ^ "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 г.. Получено 2017-06-30.
  14. ^ Маркевич, М; Jahoda, K; Хилл, Дж (29 марта 2017 г.). «Cal X-1: эталонная рентгеновская свеча на орбите» (PDF). Массачусетский технологический институт. Получено 2017-06-30.
  15. ^ Таширо, Макото; Келли, Ричард (8 июня 2017 г.). "Миссия по восстановлению рентгеновской астрономии XARM" (PDF). ЕКА. Получено 2017-10-05.
  16. ^ а б "宇宙 開 発 利用 部 会 （第 30 回） 議事 録" (на японском языке). MEXT. 29 сентября 2016 г.. Получено 2017-07-01.
  17. ^ а б c "宇宙 開 発 利用 部 会 （第 29 回） 議事 録" (на японском языке). MEXT. 14 июля 2016 г.. Получено 2017-07-01.
  18. ^ а б Накадзава, Кадзухиро; Мори, Кодзи (6 января 2017 г.). «軟 Ｘ 線 か ら 硬 Ｘ 線 の 広 を 高感度 で 撮 像 分光 す る 小型 衛星 FORCE - Сосредоточение внимания на релятивистской вселенной и космической эволюции -» (PDF) (на японском языке). JAXA. Получено 2017-07-01.
  19. ^ «План реализации астрофизики: обновление 2016 г.» (PDF). НАСА. 15 декабря 2017 г.. Получено 2017-07-01.
  20. ^ «ISAS ニ ュ ー ス 2017.6 №435» (PDF) (на японском языке). Институт космоса и астронавтики. 23 июня 2017 г.. Получено 2017-07-04.
  21. ^ Фуст, Джефф (13 июня 2016 г.). «НАСА и JAXA начинают обсуждение последствий неудачи Hitomi». SpaceNews. Получено 2017-06-28.
  22. ^ "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). MEXT. 30 мая 2017. Получено 2017-07-01.

внешняя ссылка