Granat – Wikipedia wiki

Observatoire de l’espace soviétique 1989

Observatoire astrophysique international “Granat”

after-content-x4 Crédit d’image: NASA
Type de mission	Astronomie gamma
Opérateur	Programme spatial soviétique
ID Cospar	1989-096A
Satcat Non.	20352
Site Internet	Hea.iki.rssi.ru/granat/granat.html
Durée de la mission	9 années
Bus	4 mV
Fabricant	Lavochkin NPO [d’abord]
Lancement de masse	~ 4 400 kg (9 700 lb)
Masse de charge utile	~ 2 300 kg (5 100 lb)
Dimensions	4 m × 2,5 m (13,1 pi × 8,2 pi)
Pouvoir	400 W
Date de lancement	20:20:00, 1er décembre 1989 (UTC) ( 1989-12-01T20:20:00Z ) [2]
Fusée	Proton-K Block D-1 [3]
Site de lancement	Baikonur Cosmodrome 200/40
Disposition	déorbéré
Date de décroissance	25 mai 1999 ( 1999-05-25 ) [2]
Système de référence	Géocentrique [d’abord]
Régime	Hautement elliptique
Excentricité	0.92193
Altitude périgée	1,760 kilomètres (1,090 mi) [4]
Altitude apogée	202 480 kilomètres (125,820 mi)
Inclination	51,9 degrés
Période	5 880 minutes
Époque	01 décembre 1989
Nom	Sigma
Taper	Masque codé
Diamètre	1,2 mètre (3,9 pi)
Distance focale	2,5 mètres (8,2 pieds)
Zone de collecte	800 cm 2 (120 m²)
Longueurs d’onde	Radiographie à γ-rayon, 1–620 pm (2 kev – 1,3 meV)

Le Observatoire astrophysique international “Granat” (généralement connu sous le nom Grenade ; Russe: Grenade , lit. Grenade ), était un observatoire spatial soviétique (plus tard russe) développé en collaboration avec la France, le Danemark et la Bulgarie. Il a été lancé le 1er décembre 1989 à bord d’une fusée de proton et placé sur une orbite très excentrique de quatre jours, dont trois ont été consacrés aux observations. Il a fonctionné pendant près de neuf ans.

En septembre 1994, après près de cinq ans d’observations dirigées, l’alimentation en gaz de son contrôle d’attitude a été épuisée et l’observatoire a été placé dans un mode d’enquête non dirigée. Les transmissions ont finalement cessé le 27 novembre 1998. ^[3]

Avec sept instruments différents à bord, Granat a été conçu pour observer l’univers à des énergies allant de la radiographie au rayon gamma. Son instrument principal, Sigma, était capable d’imaginer à la fois des rayons X durs et des sources de rayons gamma mous. L’instrument Phebus était censé étudier les rafales gamma et d’autres sources de rayons X transitoires. D’autres expériences telles que ART-P étaient destinées à imaginer des sources de rayons X dans la plage de 35 à 100 keV. Un instrument, Watch, a été conçu pour surveiller le ciel en continu et alerter les autres instruments à des sources radiographiques nouvelles ou intéressantes. Le spectromètre ART-S a couvert la plage d’énergie des rayons X tandis que les expériences de Konus-B et de Tournesol couvraient à la fois le spectre des rayons X et des rayons gamma.

Vaisseau spatial [ modifier ]]

Granat était un vaisseau spatial stabilisé à trois axes et le dernier du bus 4 mV produit par la Lavochkin Scientific Production Association. Il était similaire à l’Observatoire Astron qui était fonctionnel de 1983 à 1989; Pour cette raison, le vaisseau spatial était à l’origine connu sous le nom d’Astron 2. Il pesait 4,4 tonnes métriques et transportait près de 2,3 tonnes métriques d’instrumentation scientifique internationale. Granat mesurait 6,5 m de hauteur et avait une portée totale de 8,5 m dans ses baies solaires. La puissance mise à la disposition des instruments scientifiques était d’environ 400 W. ^[d’abord]

Lancement et orbite [ modifier ]]

Véhicule de lancement de proton transportant du granat

Le vaisseau spatial a été lancé le 1er décembre 1989 à bord d’un proton-K du cosmodrome de Baikonur en Kazakh SSR. Il a été placé sur une orbite hautement excentrique de 98 heures avec un apogée / périge initial de 202 480 km / 1 760 km respectivement et une inclinaison de 51,9 degrés. ^[4] Cela signifiait que les perturbations solaires et lunaires augmenteraient considérablement l’inclinaison des orbites tout en réduisant son excentricité, de sorte que l’orbite était devenue presque circulaire au moment où Granat a terminé ses observations dirigées en septembre 1994. (En 1991, le périgée avait augmenté à 20 000 km En septembre 1994, l’Apogee / Périge était de 59 025 km / 144 550 km à une inclinaison de 86,7 degrés.)

Trois jours sur l’orbite de quatre jours ont été consacrés aux observations. ^[8] Après plus de neuf ans en orbite, l’observatoire est finalement rentré dans l’atmosphère terrestre le 25 mai 1999. ^[2]

Instrumentation [ modifier ]]

Sigma [ modifier ]]

Le télescope Sigma à rayons gamma à faible énergie et basse énergie était une collaboration entre CESR (Toulouse) et CEA (SACLAY). Il a couvert la plage d’énergie de 35 à 1300 kev, ^[5] avec une superficie efficace de 800 cm ² et un champ de vision de sensibilité maximale de ~ 5 ° × 5 °. La résolution angulaire maximale était de 15 arcmin. ^[9] La résolution énergétique était de 8% à 511 kev. ^[8] Ses capacités d’imagerie ont été dérivées de l’association d’un masque codé et d’un détecteur sensible en position basé sur le principe de la caméra de colère. ^[3]

Art-p [ modifier ]]

Le télescope aux rayons X Art-P était la responsabilité de l’IKI à Moscou. L’instrument a couvert la plage d’énergie de 4 à 60 keV pour l’imagerie et 4 à 100 keV pour la spectroscopie et le timing. Il y avait quatre modules identiques du télescope ART-P, chacun composé d’un compteur proportionnel multi-fil sensible à la position (MWPC) avec un masque codé par URA. Chaque module avait une zone efficace d’environ 600 cm ² , produisant un champ de vision de 1,8 ° par 1,8 °. La résolution angulaire était de 5 arcmin; Les résolutions temporelles et énergétiques étaient respectivement de 3,9 ms et 22% à 6 keV. ^[6] L’instrument a atteint une sensibilité de 0,001 de la source de nébuleuse de crabe (= 1 “mcrab”) dans une exposition à huit heures. La résolution de temps maximale était de 4 ms. ^{[3] [8]}

Art-s [ modifier ]]

Le spectromètre à rayons X Art-S, également construit par l’IKI, a couvert la plage d’énergie de 3 à 100 kev. Son champ de vision était de 2 ° par 2 °. L’instrument était composé de quatre détecteurs basés sur des MWPC spectroscopiques, ce qui fait une zone efficace de 2 400 cm ² à 10 kev et 800 cm ² à 100 kev. La résolution temporelle était de 200 microsecondes. ^[3]

Phebus [ modifier ]]

L’expérience Phebus a été conçue par CESR (Toulouse) pour enregistrer des événements transitoires à haute énergie dans la plage de 100 keV à 100 MEV. Il se composait de deux détecteurs indépendants et de leur électronique associée. Chaque détecteur était composé d’un bismuth germanate (BGO) de 78 mm de diamètre de 120 mm d’épaisseur, entouré d’une veste anti-coïncidence en plastique. Les deux détecteurs ont été disposés sur le vaisseau spatial afin d’observer 4π steradians. Le mode rafale a été déclenché lorsque le taux de comptage dans la plage d’énergie de 0,1 à 1,5 mEV a dépassé le niveau de fond de 8 sigma en 0,25 ou 1,0 seconde. Il y avait 116 canaux énergétiques. ^[3]

MONTRE [ modifier ]]

À partir de janvier 1990, quatre instruments de surveillance, conçus par le Danish Space Research Institute, fonctionnaient sur l’observatoire Granat. Les instruments pourraient localiser des sources lumineuses dans la plage de 6 à 180 keV à 0,5 ° à l’aide d’un collimateur de modulation de rotation. Ensemble, les trois champs de vue des instruments couvraient environ 75% du ciel. La résolution énergétique était de 30% FWHM à 60 keV. Pendant les périodes calmes, les taux de comptage dans deux bandes d’énergie (6 à 15 et 15 à 180 keV) ont été accumulés pendant 4, 8 ou 16 secondes, selon la disponibilité de la mémoire de l’ordinateur à bord. Au cours d’un événement en rafale ou transitoire, les taux de comptage ont été accumulés avec une résolution temporelle de 1 seconde par 36 canaux d’énergie. ^[3]

Sujet-b [ modifier ]]

L’instrument Konus-B, conçu par l’Institut physico-technique d’Ioffe de Saint-Pétersbourg, était composé de sept détecteurs distribués autour du vaisseau spatial qui répondait à des photons de 10 keV à 8 MEV d’énergie. Ils étaient composés de cristaux de scintillateur NAI (TL) de 200 mm de diamètre par 50 mm d’épaisseur derrière une fenêtre d’entrée. Les surfaces latérales ont été protégées par une couche de plomb de 5 mm d’épaisseur. Le seuil de détection de rafale était de 500 à 50 microjoules par mètre carré (5 × 10 ^-7 à 5 × 10 ^-8 très / cm ² ), selon le spectre de rafale et le temps de montée. Les spectres ont été pris dans deux analyseurs de hauteur d’impulsion à 31 canaux (PHA), dont les huit premiers ont été mesurés avec une résolution temporelle 1/16 s et les restants avec des résolutions temporelles variables en fonction du taux de comptage. La gamme de résolutions couvrait 0,25 à 8 s.

L’instrument Konus-B a fonctionné du 11 décembre 1989 au 20 février 1990. Au cours de cette période, le temps “On” pour l’expérience était de 27 jours. Quelque 60 fusées solaires et 19 rafales de rayons gamma cosmiques ont été détectées. ^[3]

TOURNESOL [ modifier ]]

L’instrument français de Tournesol était composé de quatre compteurs proportionnels et de deux détecteurs optiques. Les compteurs proportionnels ont détecté des photons entre 2 keV et 20 MEV dans un champ de vision de 6 ° par 6 °. Les détecteurs visibles avaient un champ de vision de 5 ° par 5 °. L’instrument a été conçu pour rechercher des homologues optiques de sources d’éclatement à haute énergie, ainsi que des analyses spectrales des événements à haute énergie. ^[3]

Résultats scientifiques [ modifier ]]

Au cours des quatre premières années d’observations dirigées, Granat a observé de nombreuses sources de rayons X galactiques et extra-galactiques en mettant l’accent sur l’imagerie profonde et la spectroscopie du centre galactique, des observations à large bande de candidats à trou noir et des rayons X Novae. Après 1994, l’observatoire a été passé en mode d’enquête et a effectué une enquête sensible tout-ciel dans la bande d’énergie de 40 à 200 kev.

Certains des faits saillants comprenaient:

Impact de la dissolution de l’Union soviétique [ modifier ]]

Après la fin de l’Union soviétique, deux problèmes se sont posés pour le projet. Le premier était de nature géopolitique: le principal centre de contrôle des vaisseaux spatiaux était situé dans l’installation de Yevpatoria dans la région de la Crimée. Ce centre de contrôle était significatif dans le programme spatial soviétique, étant l’un des deux seuls dans le pays équipé d’une antenne à plat de 70 m. Avec la rupture de l’Union, la région de la Crimée s’est retrouvée à faire partie de l’Ukraine nouvellement indépendante et le Centre a été placé sous le contrôle national ukrainien, ce qui a provoqué de nouveaux obstacles politiques. ^[d’abord]

Le problème principal et le plus urgent, cependant, a été de trouver des fonds pour soutenir le fonctionnement continu du vaisseau spatial au milieu de la crise des dépenses en Russie post-soviétique. L’agence spatiale française, ayant déjà contribué de manière significative au projet (à la fois scientifiquement et financièrement), a décidé de financer directement les opérations continues. ^[d’abord]

Voir également [ modifier ]]

Les références [ modifier ]]

Cet article intègre matériel de domaine public à partir de sites Web ou de documents de la National Aeronautics and Space Administration.

Liens externes [ modifier ]]