HEAO-1
| HEAO-1 | |
 | |
| Початкова точка маршруту |
Cape Canaveral Launch Complex 36d[1]  |
|---|---|
| Ракета-носій |
Atlas-Centaur[1] |
| Дата запуску космічного апарата за UTC |
12 серпня 1977[1] |
| Дата сходження з орбіти |
14 березня 1979 |
 HEAO-1 у Вікісховищі | |
HEAO-1 (англ. High Energy Astronomy Observatory 1, «Астрономічна обсерваторія високих енергій 1») — рентгенівський телескоп, запущений у космос 1977 році. HEAO-1 досліджував небо в рентгенівській частині електромагнітного спектра (0,2 кеВ — 10 МеВ), забезпечуючи майже постійний моніторинг джерел рентгенівського випромінювання поблизу полюсів екліптики та більш детальні дослідження низки об'єктів шляхом спостережень тривалістю 3–6 годин. Це була перша з трьох обсерваторій високих енергій НАСА, запущена 12 серпня 1977 року на борту ракети Atlas з розгінним блоком Centaur. Вона працювала до 9 січня 1979 року й за цей час майже тричі сканувала небо в рентгенівському діапазоні.
HEAO включала чотири рентгенівські та гамма-астрономічні прилади, відомі як A1, A2, A3 та A4 відповідно (до запуску HEAO 1 називали HEAO A). Кут орбіти становив близько 22,7 градуса. HEAO-1 повернулася в атмосферу Землі 15 березня 1979 року.
A1, або LASS (англ. Large-Area Sky Survey, «Прилад огляду неба великої площі»), охоплював енергетичний діапазон 0,25–25 кеВ, використовуючи сім великих пропорційних лічильників[2]. Його спроєктували й експлуатували в Дослідницькій лабораторії ВМС США під керівництвом головного дослідника Герберта Фрідмана, а головним підрядником була компанія TRW Inc.[en] Каталог рентгенівських джерел HEAO A-1 містив 842 окремі джерела[3].
A2, або CXE (англ. Cosmic X-ray Experiment, «Космічний рентгенівський експеримент») від Центру космічних польотів імені Ґоддарда охоплював енергетичний діапазон 2–60 кеВ із високою просторовою та спектральною роздільною здатністю. Головними дослідниками були Елайгу Болдт[en] і Гордон Гармір[4].
A3, або MC (англ. Modulation Collimator, «Прилад модуляційного коліматора»), забезпечував високоточні координати рентгенівських джерел, достатні для подальших спостережень з метою ідентифікації їхніх оптичних і радіоаналогів. Його створив Гарвард-Смітсонівський астрофізичний центр[5]. Головними дослідниками були Деніел Шварц і Гейл Брадт.
A4, або Hard X-ray / Low Energy Gamma-ray Experiment («Експеримент жорсткого рентгенівського / низькоенергетичного гамма-випромінювання»), використовував сцинтиляційні лічильники на йодиді натрію (NaI) для покриття енергетичного діапазону приблизно від 20 кеВ до 10 МеВ[6]. Він складався з семи згрупованих модулів трьох різних конструкцій, розташованих приблизно у вигляді шестикутника[7]. Кожен детектор активно екранувався оточуючими його сцинтиляторами на основі CsI в режимі антизбігів, тому сторонні частинки або події від гамма-квінтів, що надходили збоку чи ззаду, відхилялися електронікою й відкидалися. (Експериментатори ще під час ранніх польотів аеростатів у 1960-х роках з'ясували, що пасивні коліматори або екрани з матеріалів на кшталт свинцю не зменшують, а навпаки збільшують небажаний фон через інтенсивні каскади вторинних частинок і фотонів, які виникають під дією частинок надвисоких енергій (ГеВ), характерних для космічного радіаційного середовища.) Пластиковий сцинтиляційний антизбіговий екран, практично прозорий для гамма-квантів, захищав детектори від заряджених частинок високих енергій, що надходили спереду.
Для всіх семи модулів небажаний фоновий вплив частинок або фотонів, що надходять ззаду, пригнічували за допомогою конструкції, у якій активний сцинтиляційний елемент NaI оптично з'єднували з шаром CsI на його тильній поверхні, а той, своєю чергою, був оптично з'єднаний з однією фотопомножувальною трубкою для кожного з семи блоків. Оскільки NaI має значно швидший час відгуку (~0,25 мкс), ніж CsI (~1 мкс), електронні дискримінатори форми імпульсу могли відрізняти корисні події в NaI від змішаних подій, що супроводжувалися одночасною взаємодією в CsI.
Найбільший детектор високих енергій (англ. High Energy Detector, HED), займав центральне положення й охоплював верхній енергетичний діапазон від ~120 кеВ до 10 МеВ, із полем зору (FOV), колімованим до 37° FWHM. Його детектор NaI мав діаметр 5 дюймів (13 см) і товщину 3 дюйми (7,6 см). Надзвичайна проникна здатність фотонів у цьому діапазоні енергій вимагала роботи HED в режимі електронної антикоінциденції з оточуючим CsI, а також із шістьма іншими детекторами гексагона.
Два детектори низьких енергій (англ. Low Energy Detectors, LED) розташовувалися у протилежних вершинах шестикутника (на відстані 180° один від одного). Вони мали тонкі (~3 мм) детектори NaI діаметром 13 см, що покривали енергетичний діапазон ~10–200 кеВ. Їхнє поле зору формували у вигляді віялоподібних пучків розміром 1,7° × 20° (ширина на піввисоті) за допомогою пасивних паралельних щілинних коліматорів. Пластини двох LED були нахилені на ±30° відносно номінального напрямку сканування HEAO, перетинаючись під кутом 60°. Таким чином, працюючи разом, вони охоплювали широке поле зору, але водночас могли локалізувати небесні джерела з точністю, що визначалася їхнім вузьким полем зору 1,7°.
Чотири детектори середніх енергій (англ. Medium Energy Detectors, MED) з номінальним енергетичним діапазоном 80 кеВ — 3 МеВ мали кристали детекторів NaI діаметром 7,6 см і товщиною 2,5 см та займали чотири інші позиції в шестикутнику модулів. Вони мали кругові поля зору з шириною на піввисоті 17°.
Основні дані A4 складалися з телеметрії типу «подія за подією» (англ. event-by-event), де реєстрували кожну корисну (тобто не відхилену) подію в детекторах NaI. Експеримент дозволяв позначати кожну подію її амплітудою імпульсу (пропорційною енергії) та часовою міткою в один або два байти, що забезпечувало точне вимірювання часу для таких об'єктів, як гамма-спалахи та пульсари.
Результати експерименту включали каталог положень і інтенсивностей джерел жорсткого рентгенівського випромінювання (10–200 кеВ)[8], переконливі спостережні докази існування надзвичайно сильних магнітних полів (порядку 1013 Гс) у обертових нейтронних зір, пов'язаних із Her X-1[9][10] та 4U 0115+634, визначення спектра дифузної складової в діапазоні 13–200 кеВ, відкриття степеневого вигляду спектра густини потужності Лебідь X-1, а також відкриття повільних циклів інтенсивності у рентгенівських джерелах SMC X-1 і LMC X-4, що зрештою привело до появи приблизно 15 докторських дисертацій і близько 100 наукових публікацій.
Інструмент A4 створили й експлуатовали Університет Каліфорнії в Сан-Дієго під керівництвом Лоуренса Петерсона[en] у співпраці з рентгенівською групою Массачусетського технологічного інституту, де під керівництвом Волтера Левіна здійснювали початкову обробку даних A4.
- Обсерваторія Ейнштейна (HEAO 2)
- Програма HEAO
- HEAO-3
- 1 2 3 McDowell J. Jonathan's Space Report — 1989.
- ↑ NASA HEASARC HEAO 1 A1 Experiment
- ↑ Wood, K.S., The HEAO A-1 X-Ray Source Catalog, NRL R-1984-00109, 1984
- ↑ NASA HEASARC HEAO 1 A2 Experiment.
- ↑ NASA HEASARC HEAO 1 A3 Experiment
- ↑ Peterson, Laurence E, Instrumental Technique in X-Ray Astronomy. in Annual Review of Astronomy and Astrophysics 13, 423 (1975)
- ↑ HEASARC HEAO 1
- ↑ The HEAO 1 (A4) Catalog of High-Energy X-Ray Sources, A.M. Levine, et al., Ap.J. Suppl. 54:581, 1984.
- ↑ Hercules X-1 Hard X-Ray Pulsations Observed from HEAO-1, D.E. Gruber, et al., Astrophys. J. (Letters) 240:L127-L131, 1980 September 15.
- ↑ Gruber, D. E. (1980). Hercules X-1 hard X-ray pulsations observed from HEAO 1. The Astrophysical Journal. 240: L127. Bibcode:1980ApJ...240L.127G. doi:10.1086/183338.
- 1st High Energy Astrophysics Observatory (HEAO 1. GSFC. NASA) [Архівовано 2008-02-19 у Wayback Machine.] on the internet
- «The Star Splitters» by Wallace H. Tucker, 1984
