GLAST / Fermi

[Scorus]

WPROWADZENIE
Satelita astronomiczny GLAST (Gama-ray Large Area Space Telescope) jest amerykańskim pojazdem, który będzie wykonywał pomiary promieniowania gamma z najróżniejszych źródeł astronomicznych, w zakresie energii od 10 MeV do ponad 100 GeV. W misji bierze udział także Francja, Włochy, Japonia i Szwecja. Do podstawowych celów naukowych misji zaliczają się:
- określenie mechanizmów przyspieszania cząstek w AGN, pulsarach i pozostałościach supernowych (Supernova Remnants - SNR), co jest kluczowe do zrozumienia mechanizmów formowania dżetów, przekształcania energii obrotowej rotujących gwiazd neutronowych, oraz dynamiki szoków w SNR;
- przebadanie nieba gamma - bardzo wielu niezidentyfikowanych źródeł i rozproszonej międzygwiezdnej emisji z Drogi Mlecznej;
- określenie zachowania się wysokoenergetycznych błysków gamma i zjawisk krótkotrwałych;
- wykonanie badań ciemnej materii i wczesnego Wszechświata.

Badania emisji gamma z AGN posłużą do sondowania supermasywnych czarnych dziur podczas formowania się dżetów i badania ich rozwoju dostarczą ograniczeń na tempo formowania się gwiazd  w młodym Wszechświecie. Możliwe, iż satelita pozwoli na detekcyjne zaobserwowanie pozostałości z wczesnego Wszechświata (np. struny, albo emitujące promieniowanie Hawkinga pierwotne czarne dziury). Może umożliwić nawet użycie błysków gamma do zaobserwowania kwantowych efektów grawitacyjnych.

KONSTRUKCJA
Satelita GLAST został zbudowany przez General Dynamics Advanced Information Systems (Spectrum Astro) w Gilbert w Arizonie. Ma on kształt prostopadłościenny. Energii elektrycznej dostarczą dwa skrzydła komórek słonecznych, rozlokowane równomiernie po obu stronach modułu serwisowego. Każde skrzydło składa się z trzech prostokątnych paneli fotolwtaiczych. System ten podczas startu będzie oczywiście złożony po bokach statku, i zostanie rozłożony dopiero po wejściu na orbitę. Ma zdolność obracania się za Słońcem. Wyprodukowana energia jest zużywana na bieżąco, a także ładuje baterie chemiczne, używane w czasie gdy statek będzie znajdować się w cieniu Ziemi, i nie będzie otrzymywał promieniowania słonecznego. Satelita jest stabilizowany trójosiowo. Kontrolę orientacji przestrzennej zapewniają koła reakcyjne, oraz małe silniczki kontroli orientacji. Koła kreacyjne będą używane podczas obserwacji naukowych, a silniki - głównie podczas korekt orbity. Danych nawigacyjnych dostarczają szperacze gwiazd, sensory Słońca, oraz żyroskopy. Kontrolę temperatury wewnętrznej zapewniają radiatory, grzejniki, oraz wielowarstwowa izolacja.

Grafika satelity GLAST.


GLAST podczas montażu.

WYPOSAŻENIE
Satelita GLAST wyposażony jest w 2 instrumenty naukowe: teleskop o dużej powierzchni (Large Area Telescope - LAT); oraz monitor rozbłysków satelity GLAST (GLAST Burst Monitor - GBM).


------
Edit moheratora obrzydliwusa (2008.08.28) - zmieniłem nazwę wątku po nadaniu oficjalnej nazwy.

[Scorus]

LAT
Teleskop o dużej powierzchni LAT jest głównym instrumentem satelity GLAST. Będzie on wykonywał pomiary promieniowania gamma w zakresie energii od 10 MeV do ponad 100 GeV. Jego cele naukowe pokrywają się z większością celów całej misji GLAST.

Urządzenie to ma pole widzenia około 2 razy szersze, i jest ponad 50 razy czulsze przy 100 MeV (a w wyższych energiach nawet więcej) od instrumentu EGRET Teleskopu Comptona. Jest w stanie określić pozycje źródeł z dokładnością od 30 sekund kątowych do 5 minut kątowych. Instrument składa się z modułów krzemowych detektorów półprzewodnikowych, kalorymetrów, osłon, oraz jednostki elektroniki.

Głównymi detektorami instrumentu LAT są krzemowe detektory śledzące tory cząstek, służące do wyznaczania pozycji źródeł promieniowania gamma na niebie. Składają się z warstw ułożonych w moduły w kształcie wierz. Instrument posiada 16 takich modułów, tworzących powierzchnie o wymiarach 4 x 4 moduły.  Każdy moduł składa się z ułożonych naprzemiennie płaskich krzemowych detektorów półprzewodnikowych (Solid-State Detector - SSD), oraz konwerterów. Detektory krzemowe śledzą tory pozytonów lub elektronów wygenerowanych przez fotony gamma uderzające w ich powierzchnię. Czynią to znacznie dokładniej niż wcześniej używane typy detektorów. Zestaw detektorów SSD umożliwia określenie pozycji źródła gamma na niebie z dokładnością 0.5 - 5 minuty kątowej. W każdym module znajduje się 19 par powierzchni detektorów krzemowych. W każdej parze jedna powierzchnia jest skierowana  w kierunku osi X, a druga w kierunku osi Y. Kiedy cząstki oddziałują w materiale detektorów, ich pozycja może dzięki temu zostać określona w dwóch wymiarach. Trzeci wymiar jest uzyskiwany poprzez analizę sygnału od przylegających powierzchni, w czasie gdy cząstki podróżują w dół instrumentu do kalorymetrów.

Pod systemem detektorów SSD znajdują się kalorymetry. W ich skład wchodzą scyntylatory produkujące błyski światła  w czasie gdy uderzają w nie cząstki. Umożliwiająw ten sposób określenie ich energii w czasie gdy są one całkowicie pochłaniane. Mają postać tabliczek kryształów CsI(Tl) umieszczonych z przerwami, co daje informacje na temat podłużnego i wzoru pochłaniania energii cząstek przez te detektory. Błyski światła produkowane przez scyntylatory CsI(Tl) są fotoelektrycznie przekształcane na napięcie, które jest następnie ucyfrawiane, rejestrowane, i wysyłane przez komputer statku kosmicznego do układu telemetrycznego, który wysyła je na Ziemię. Belki jodku cezu są dodatkowo rozmieszczone w dwóch prostopadłych do siebie kierunkach, co dostarcza dodatkowych pozycyjnych informacji na temat strumienia cząstek wytworzonych przez promieniowanie gamma.

Do ochrony przed tłem naładowanych cząstek promieni kosmicznych, wiatru słonecznego i magnetosfery ziemskiej służy zestaw osłon. Składa się on z podzielonych na odcinki dachówek wykonanych z scyntylatorów pokrywających zewnętrzne powierzchnie instrumentu. Błyski światła wytwarzane przez cząstki na scyntylatorach są wykrywane przez fotopowielacze.

System gromadzenia danych (Data Acquisition System - DAQ) instrumentu rozróżnia sygnały fałszywe do prawdziwych sygnałów wygenerowanych przez promieniowanie gamma, i decyduje które sygnały powinny zostać wysłane na Ziemię. Ten system zbiera dane od innych podsystemów instrumentu, i rozpoczyna wielopoziomową analizę sygnału, oraz dostarcza pokładowej platformy analizy danych naukowych umożliwiającej wyszukiwanie zjawisk krótkotrwałych. DAQ składa się z wyspecjalizowanej elektroniki, oraz 32 bitowych, zabezpieczonych przed promieniowaniem procesorów, które zapisują i analizują sygnały pochodzące z detektorów krzemowych i kalorymetrów.

Konstrukcja instrumentu LAT.


LAT podczas montażu.

[Scorus]

GBM
Monitor rozbłysków GBM jest instrumentem uzupełniającym pracującym w zakresie promieniowania rentgenowskiego i promieniowania gamma (8 keV - 25 MeV). Do podstawowych celów instrumentu zaliczają się: wykonanie badań rozkładu intensywności promieniowania błysków gamma; wyznaczenie dokładnego kierunku do źródeł; oraz określenie zmian widmowych w promieniowaniu błysków gamma. Te dane nie tylko nakładają ograniczenia na teorie natury błysków gamma i natury procesu emisji przez nie promieniowania, ale pomogą także w identyfikacji optycznych lub rentgenowskich odpowiedników błysków. Połączenie instrumentów GMB i LAT dostarcza potężnego narzędzia do badań rozbłysków promieniowania gamma, szczególnie do badań rozwoju błysku w czasie i badań spektralnych w bardzo dużym zakresie energii.

Detektory instrumentu BGM nie blokują pola widzenia instrumentu LAT i nie zasłaniają paneli słonecznych satelity. Zostały one umieszczone po dwóch stronach statku kosmicznego. W skład instrumentu wchodzą dwa zestawy detektorów: 12 scyntylatorów z jodku sodu NaI (NaI Scintillators); oraz dwa cylindryczne scyntylatory z germanku bizmutu BGO (BGO Scintillators). Detektory BGO zostały umieszczone po przeciwnych stronach statku kosmicznego, a detektory NaI zostały zainstalowane w 4 zestawach po 3 detektory. Detektory NaI są wrażliwe w zakresie energii niższych, od kilku keV do 1 MeV, i pozawalają na wykrywanie początków oraz lokalizowanie rozbłysków promieniowania gamma na sferze niebieskiej. Detektory BGO pokrywają zakres energetyczny od ~150 keV do ~30 MeV, zachodząc na zakres obserwowany przez detektory NaI w obszarze energii niższych oraz na zakres obserwowany przez instrument LAT w zakresie energii wyższych. Dane czasu początku zjawiska są rejestrowane ciągle, aby dostarczyć 50 sekund informacji dla początku GRB. Po początku rozbłysku procesor instrumentu GMB oblicza wstępną pozycję źródła i informacje spektralne, a dane te są przesyłane na Ziemię. Daje to też możliwość automatycznego repozycjonowania satelity GLAST. Szacuje się, że instrument GMB może zarejestrować około 200 rozbłysków gamma rocznie.

Ogólny projekt instrumentu GMB jest podobny do instrumentu BATSE Teleskopu Comptona. Dane z każdego detektora nie są przetwarzane oddzielnie, ale są zbierane, przetwarzane i konwertowane do pakietów przez centralą jednostkę procesora danych (Data Processing Unit - DPU). DPU kontroluje także funkcjonowanie instrumentu, zbiera na temat działania i stanu instrumentu i wysyła je na Ziemię. Informacje na temat początku rozbłysku i jego lokalizacji dają możliwość przekierowania satelity GLAST tak, aby rozbłysk znalazł się w polu widzenia teleskopu LAT.

Każdy z 12 detektorów NaI ma średnicę 12.7 cm i wysokości 1.27 cm. Każdy jest bezpośrednio dołączony do fotopowielacza (Photomultiplier Tube - PMT) o średnicy 12.7 cm. Detektory pokrywają obszar spektralny od około 5 keV do 1 MeV. NaI jest idealnym materiałem scyntylacyjnym dla tego zakresu energii, ponieważ charakteryzuje się niską ceną, dużą wydajnością oraz odpowiednią rozdzielczością spektralną. Grubość detektorów jest zoptymalizowana do wykonywania pomiarów w tym obszarze energetycznym, ponieważ rozbłyski promieniowania gamma emitują tu najwięcej energii. Pokrycie niższego zakresu energii niż instrument BATSE zostało osiągnięte poprzez zastosowanie okienka z berylu o grubości 0.25 milimetra przed detektorami. Umieszczenie detektorów w 4 grupach po 3 detektory o małym polu widzenia pozwoliło na zmniejszenie błędów systematycznych dla lokalizacji miejsca rozbłysku i pozwoliło na ulepszenie algorytmów wykrywających początek błysku.

Każdy z 2 detektorów BGO charakteryzuje się średnicą 12.7 cm i wysokością 12.7 cm. Każdy detektor jest obserwowany przez 2 rurki fotopowielacza PMT, co pozwoliło na zwiększenie rozdzielczości i redundancji. Detektory te pokrywają zakres energetyczny od około 150 keV do 30 MeV. BGO jest materiałem o dużej gęstości, który dostarcza dobrej wrażliwości przy pomiarach w tym trudnym do rejestrowania zakresie energii promieniowania gamma. Rozdzielczość pomiarów energii wynosi 14% przy 661 keV oraz 4% przy 10 MeV.  Każda rurka fotopowielacza PMT jest dołączona do przeciwległych stron detektora BGO. Zliczenia z każdego PMT są dodawane do siebie. Taka konfiguracja pozwala na otrzymywanie jednorodnego zbioru danych z całej objętości detektora oraz dostarcza redundancji w przypadku gdy jedna rurka PMT ulegnie awarii lub degradacji. Detektory BGO są zainstalowane po przeciwnych stronach instrumentu LAT, i dostarczają pokrycia prawie całego nieba.

Schemat instrumentu GBM.


Instrument GBM - detektor BGO (model inżynieryjny).


Instrument GBM - detektor NaI.

[Scorus]

PLAN PRZEBIEGU MISJI
Start satelity GLAST jest zaplanowany na maj 2008r. Rakietą nośną będzie Delta 2. Start odbędzie się z Przylądka Canaveral. Dwa pierwsze człony rakiety, oraz pierwsze odpalenie silników stopnia 3 umieszczą pojazd na wstępnej, parkingowej orbicie okołoziemskiej. Drugie odpalenie silników stopnia trzeciego przeniesie statek na orbitę roboczą. Następnie stopień ten zostanie odrzucony. Orbita będzie docelowa znajdować się na wysokości 550 kilometrów i będzie charakteryzowała się inklinacją 28.5 stopnia.  Okres obiegu wyniesie 95 minut. Po przetestowaniu funkcjonowania komponentów inżynieryjnych satelity, oraz jego sprzętu naukowego rozpocznie się program obserwacji astronomicznych.  Badania naukowe rozpoczną się od trwającego rok przeglądu całego nieba. Potem realizowane będą najlepsze zgłaszane propozycje obserwacji wybranych obiektów.

W trakcie obserwacji naukowych satelita będzie odwrócony od Ziemi z instrumentami skierowanymi w niebo. Instrumenty naukowe będą omiatać niebo dzięki ruchom wahadłowym statku. Instrumenty wykonają obserwacje większości nieba 16 razy w ciągu dnia. Ponadto statek może zostać zorientowany w wybrany punkt na sferze niebieskiej w celu wykonania obserwacji wybranego obiektu.

Minimalny czas misji to 5 lat. Możliwe jednak, że uda się ją przedłużyć do 10 lat.


Satelita GLAST na orbicie - wizja artystyczna.

[Scorus]

Do GLASTa zostały dołączone panele słoneczne:


Przetestowano system ich rozkładania:


Postawiono pierwszy stopień rakiety:


Zainstalowano boostery:


I podpisano papiery

[kanarkusmaximus]

Warto tu dodać, że start planowany jest dokładnie za miesiąc, 16 maja 2008. Transmisja oczywiście będzie w NASZEJ TV.
------------------
SPIS TREŚCI WĄTKU:

1. Wstęp i start misji - strona 1

2. Nadanie oficjalnej nazwy - Fermi - strona 2 -
http://astro4u.net/yabbse/index.php?topic=12110.msg186078#msg186078

[Scorus]

Do GLASTa została dołączona antena HGA...


...oraz Star Trackery:

[Chorblenda]

Glast został przetransportowany do Hazardous Processing Facility, gdzie zostanie napełniony paliwem.



7 maja odbędzie się test tankowania pierwszego członu rakiety Delta II
Następnego dnia przeprowadzona zostanie symulacja lotu począwszy od startu do oddzielenia się satelity od ostatniego członu rakiety.

[Scorus]

Do GLASTa został dołaczony pierścień do połączenia z górnym stopniem rakiety:

[Chorblenda]

W miniony weekend Glast został przewieziony na stanowisko startowe LC 17-B, gdzie zapewne już został przymocowany do drugiego członu rakiety Delta II.

Wstępnie start zaplanowany jest na 3 czerwca. Okienko startowe będzie trwać od 17:45 CEST do 19:40 CEST.

[kanarkusmaximus]

Start obecnie jest planowany na 3 czerwca. Jak wiemy, 31 maja startuje Discovery - zatem w przypadku opóźnień starty wahadłowca, start GLAST też się opóźni. Zwyczajnie prom ma priorytet nad GLAST'em, gdzie tydzień - ba! miesiąc - w tą czy tamtą to niewielka różnica...

[Tomek4]

najnowsze dane : Start 5 czerwca okno  11:45 a.m. to 1:40 p.m EDT
June 5. The launch window extends from 11:45 a.m. to 1:40 p.m. EDT and remains unchanged through Aug. 7.



http://www.nasa.gov/mission_pages/GLAST/main/index.html

[Chorblenda]

Znów mamy zmianę w terminie startu, który tym razem miałby odbyć się nie wcześniej niż 7 czerwca.

Okienko startowe dla 7 czerwca będzie trwało w godzinach 17:45-19:40 CEST

[astropl]

Znów mamy zmianę w terminie startu, który tym razem miałby odbyć się nie wcze¶niej niż 7 czerwca.

W tej chwili jest to już 8 czerwca, okno startowe bez zmian.

[astropl]

W tej chwili jest to już 8 czerwca, okno startowe bez zmian.

Ten GLAST ucieka nam coraz szybciej - nowa data startu to 19 czerwca o tej samej porze.

[astropl]

Ten GLAST ucieka nam coraz szybciej - nowa data startu to 19 czerwca o tej samej porze.

Przepraszam, 11 czerwca! 19 czerwca to nowa data startu satelity Jason-2.

[Chorblenda]

Przypominam, że dzisiaj ma nastąpić start!! 

Odliczanie już ruszyło, zostało jeszcze nieco ponad 8 godzin. A dokładny czas startu to godz. 17:45 CEST w okienku trwającym od 17:45 do 19:40  CEST.

Nigdzie nie widzę informacji na temat tego czy Nasza będzie pokazywała start, ale jak by co to zawsze zajrzeć można tutaj:
http://countdown.ksc.nasa.gov/elv/

[kanarkusmaximus]

Jak już i w innych wątkach powtarzano - na media channel NASZEJ TV już od kilku godzin pokazywany jest obraz rakiety Delta II. Na szczycie rakiety - ładunek, któremu poświęcony jest ten wątek!

(dla przypomnienia adres:)
http://www.nasa.gov/145590main_Digital_Media.asx

(Proponuję start tej rakiety komentować w tym wątku! ).

[KRZYSZTOF_M.]

Wyglada na to ze wszystkie stanowiska podaly odpowiedz GO! tak wiec sekundy dziela nas od startu...
________________
...no prosze co fachowcy to fachowcy szybko wylapali moja pomylke.... ale mam nadzieje ze start sie odbedzie 

[kanarkusmaximus]

Wyglada na to ze wszystkie stanowiska podaly odpowiedz GO! tak wiec sekundy dziela nas od startu...

Jest jakieś drobne opóźnienie. Zaraz będziemy znać nowy czas startu.

[astropl]

Wyglada na to ze wszystkie stanowiska podaly odpowiedz GO! tak wiec sekundy dziela nas od startu...

A jednak nie... były kłopoty z łącznością ze stacją śledzenia na wyspie Antigua. Nowej pory startu na razie nie ma, rakieta jest w T-4 minuty.

[astropl]

Start przełożony na 18:05 CEST. To już niedługo

[astropl]

Delta wystartowała!

[KRZYSZTOF_M.]

No piekny start, najbardziej podobalo mi sie jak bylo widac jak odpadaja SRB mam nadzieje ze bedzie to widac na fotkach. Potem bylo jeszcze widac jak chyba kolejny czlon rakiety sie odlacza....supper! Panowie fachowcy od startow, chyba poszlo wszystko dobrze?
Start

Tutaj ladnie widac jak przy uderzeniu w chmury momentalnie tworzy sie pierscien skondensowanej pary (to ta biala obraczka na gornym czlonie rakiety)

Tutaj widac odlaczenie pierwszych SRB

a tu po chwili lotu kolejne SRB zostaja odlaczone od glownego czlonu


Nie wiem czy dobrze policzylem ale tych SRB to bylo chyba dziewiec...

[kanarkusmaximus]

Delta wystartowała!

Bardzo ładny start, choć przez chmury i stream tak przerywał, że miałem dwa razy obawy, czy coś złego się z Deltą nie stało...