EXOSAT

EXOSAT (European X-ray Observatory SATtelite)
EXOSAT
Организация:	ЕКА
Волновой диапазон:	рентгеновские лучи
NSSDC ID:	[nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/spacecraftOrbit.do?id=1983-051A 1983-051A]
Местонахождение:	геоцентрическая орбита
Тип орбиты:	высокоапогейная
Высота орбиты:	~191000 — 350 км
Период обращения:	90,9 часов
Дата запуска:	26 мая 1983 15:18:00 UTC
Место запуска:	база Ванденберг
Средство вывода на орбиту:	Дельта 3914
Продолжительность:	3 года
Дата схода с орбиты:	6 мая 1986
Тип телескопа:	позиционно чувствительные спектрометры
Научные инструменты
LE	рентгеновский телескоп косого падения
ME	пропорциональный газовый счетчик
GSPC	сцинтиляционный газовый счетчик
Сайт:	heasarc.gsfc.nasa.gov/docs/exosat/exosat.html

Exosat (англ. European X-ray Observatory SATtelite), изначальное название HELOS (англ. Highly Eccentric Lunar Occultation Satellite) — орбитальная рентгеновская обсерватория Европейского космического агентства. Работала на околоземной орбите в период с мая 1983 года по апрель 1986 года. За это время обсерватория провела 1780 наблюдений объектов рентгеновского неба разных классов. 6 апреля 1986 года сбой в системе ориентации спутника привел к потере управления. 6 мая 1986 года, в результате постепенной деградации орбиты, спутник вошел в плотные слои атмосферы и сгорел.

Ввиду изначально запланированных наблюдений инструментами обсерватории затмений источников Луной для их наилучшей локализации была выбрана высокоапогейная орбита с большим наклонением (практически перпендикулярно плоскости орбиты Луны). Такая орбита позволяла значительно увеличить область неба, на которой источники покрываются Луной. Благодаря такой орбите (с орбитальным периодом около 90 часов) обсерватория провела большой ряд непрерывных наблюдений большой длины — до десятков часов, чем внесла большой вклад в изучение долговременной переменности как галактических и внегалактических объектов.

История Exosat

В период 1967—1969 годов в Европейской организации по исследованию космоса рассматривались проекты двух обсерваторий — с рентгеновскими и гамма- инструментами на борту (Cos-A), а также только гамма-обсерватория (Cos-B). На начальной стадии рассмотрения проект Cos-A был не поддержан, уступив проекту Cos-B, который в результате работал на орбите в период 1975—1982 годах. В 1969 году был предложен проект HELOS (англ. Highly Eccentric Lunar Occultation Satellite), задачей которого было бы определение положения ярких рентгеновских источников при помощи их затмений Луной. В 1973 году к проект приобрел черты обсерватории — основной упор сместился с определения положений источников при помощи затмений Луной на прямые наблюдения свойств рентгеновских источников, был добавлен ряд инструментов, и проект, переименованный в Exosat, был утвержден Европейским космическом агентством.

Было принято решение, что наблюдения на обсерватории должны стать доступными широкому кругу научной общественности, а не только группам, принимавшим участие в разработке инструментов, как это было для всех предыдущих проектов Европейского космического агентства (до 1972 года — Европейской организации по исследованию космоса). Также впервые ЕКА принимало непосредственное участие в разработке и финансировании проекта наряду с инструментальными группами.

В июле 1981 года ЕКА объявило среди стран-участниц ЕКА конкурс на проведение научных наблюдений на обсерватории Exosat. К ноябрю 1981 года, к моменту закрытия приема, было получено более 500 заявок. Из этих пятисот заявок, наблюдения по 200 должны были быть выполнены в первые девять месяцев работы обсерватории.

Обсерватория Exosat впервые в истории спутников ЕКА несла цифровой бортовой компьютер (OBC), основной задачей которого была обработка научных данных на борту, а не слежение за работой спутника и его ориентацией. OBC содержал два банка памяти по 8192 слова размером 16 бит . Для того, чтобы увеличить гибкость работы бортового компьютера была предусмотрена возможность его перепрограммирования на орбите.

Из-за своей уникальной орбиты (высокоапогейной с большим наклонением) у обсерватории не было необходимости в значительной бортовой памяти — во время научных наблюдений обсерватория всегда находилась в прямом доступе для станции слежения ЕКА в Виллафранка (Испания).

Инструменты

Обсерватория несла на себе четыре основных инструмента [adsabs.harvard.edu/abs/1981SSRv...30..479T] — два рентгеновских телескопа косого падения CMA, газовый пропорциональный счётчик большой площади ME и газовый сцинтилляционный счетчик GSPC.

CMA

Два идентичных рентгеновских телескопа косого падения состояли из двух, вставленных друг в друга труб, сделанных по принципу оптики Вольтера I типа, отражающих рентгеновские лучи в диапазоне энергий 0,04-2 кэВ. Фокусное расстояние телескопов — 1,1 м, диаметр входной апертуры — 30 см. Угловое разрешение телескопов на оптической оси 24 угл. секунды с ухудшением до 4 угл. минут на расстоянии 1 градуса от оси поля зрения. В фокальной плоскости телескопов могли быть установлены либо детекторы CMA (Channel Multiplier Array, микроканальная камера), либо детекторы PSD (Position Sensitive Detector, газовый счетчик). За каждым из телескопов можно было выставлять дифракционную решётку, спектр после которой мог быть снят при помощи детекторов CMA. Дифракционная решётка одного телескопа имела 500 штрихов на мм (LE2+CMA2 8-400Å), другого — 1000 штрихов на мм (LE1+CMA1 8-200Å), что давало спектральное разрешение 2Å и 1Å соответственно на энергиях >0.25 кэВ и 5Å на длине волны 304Å для обоих телескопов.

Детектор CMA не давал энергетического разрешения, но грубая информация о спектрах источников могла быть получена при помощи набора широкополосных фильтров. Эффективность детекторов CMA падала с 30 % на 0,15 кэВ до 7 % на 1,5 кэВ. Детектор CMA был чувствителен к ультрафиолетовым фотонам, что приводило к определенным затруднениям наблюдений областей с яркими звездами классов O или B.

Работа рентгеновских телескопов была сопряжена с различными трудностями. Оба детектора PSD вышли из строя ещё на стадии калибровки инструмента. Один из детекторов CMA (CMA2) вышел из строя в октябре 1983 года. Механизм, отвечавший за помещение дифракционной решётки за телескопом LE1 вышел из строя 15 сентября 1983 года. Оставшийся детектор CMA исправно работал до конца миссии.

ME

Инструмент ME (Medium Energy experiment) состоял из восьми пропорциональных счетчиков, с общей площадью 1600 см² и полем зрения 45 углых минут (ширина на полувысоте), ограниченным коллиматором. Энергетической диапазон инструмента 1-50 кэВ.

Каждый пропорциональный счётчик содержал две газовые камеры, разделенные 1,5 мм слоем бериллия. Верхняя часть счетчика заполнялась аргоном, нижняя — ксеноном. Каждый счетчик был оборудован набором токосьемных проволочек, обеспечивающих энергетическое разрешение 21 % на энергии 6 кэВ для аргоновой камеры и 18 % на 22 кэВ для ксеноновой. События, зарегистрированные в камерах записывались в 128 энергетических каналах в диапазоне энергий 1-20 кэВ и 5-50 кэВ соответственно.

Фон инструмента ME был очень стабилен и определялся в основном срабатываниями на частицы солнечного ветра и линиями радиоактивного распада остаточного плутония в бериллиевых окнах и в теле детектора. Время от времени (обычно раз в полгода) солнечные бури приводили к тому, что фон инструмента поднимался на несколько порядков величины и поэтому на время таких событий работа инструмента прекращалась. Для оптимизации вычитания фона инструмента половина детекторов ME могла быть отвернута от источника для измерения фона «чистого неба» (обычное время для мониторирования фона — несколько часов). 20 августа 1985 года один из детекторов вышел из строя.

Важным компонентом работы детекторов ME было использование бортового компьютера. В зависимости от целей наблюдения имелась возможность пожертвовать спектральной информацией с детекторов за счет увеличения временного разрешения и наоборот. Однако имелся и определённый минус — обработка событий бортовым компьютером приводила появлению дополнительного мертвого времени, зависящего от скорости счёта детектора.

Основные результаты:

• Открытие квазипериодических осцилляций потока рентгеновского излучения большого количества галактических источников [adsabs.harvard.edu/abs/1989A%26A...225...79H]
• Впервые получены спектры мощности переменности рентгеновского излучения активных ядер галактик[adsabs.harvard.edu/abs/1993ApJ...414L..85L]

GSPC

GSPC (Gas Scintillation Proportional Counter) газовый сцинтилляционный счётчик имел энергетическое разрешение 4,5 % на энергии 6 кэВ, что было в раза лучше, чем на инструменте ME. Эффективная площадь инструмента — 100 кв.см. Энергетическая информация о событиях записывалась в 256 каналов.

В работе инструмента использовались различные варианты усиления (gain), которые позволяли менять эффективный рабочий диапазон инструмента: gain 1 = 2-32 кэВ, gain 2 = 2-16 кэВ и gain 0,5 = 2-64 кэВ. Последний использовался только для ярчайшего источника рентгеновского неба — Скорпион Х-1. Вариации внутреннего усиления (gain) инструмента за счета температуры учитывались при помощи слежения за положением двух фоновых эмиссионных линий на энергиях 10,54 кэВ и 12,7 кэВ, вызывавшихся флуоресценцией вещества свинцового коллиматора и радиоактивным распадом остаточного плутония в бериллиевом окне. Так же для слежения за усилением (gain) использовалось положение края поглощения ксенона 4,78 кэВ.

Фоновые события в инструменте отсекались при помощи анализа длины токового всплеска. Форма спектра фона инструмента оставалась неизменной на коротких масштабах времени, но менялась на длинных. Стандартным типом информации с инструмента был набор спектров в 256 каналах с временным разрешением 8 секунд. Инструмент работал в штатном режиме до конца миссии.

Основные результаты:

• Обнаружение эмиссионный линий у объектов различных классов (активных ядер галактик, эллиптических галактик) [adsabs.harvard.edu/abs/1995A%26AS..109....9G]

• Открытие движений эмиссионных линий высокоионизированного железа, возникающей у релятивистской струи источника SS433. Движения вызваны прецессией релятивистской струи [adsabs.harvard.edu/abs/1986MNRAS.222..261W]

См. также

• Список космических аппаратов с рентгеновскими и гамма-детекторами на борту

Ссылки

• [heasarc.gsfc.nasa.gov/docs/exosat/exosat.html The EXOSAT Observatory] - Страница обсерватории в Центре космических полетов им. Годдара

Отрывок, характеризующий EXOSAT

Графиня несколько раз во время службы оглядывалась на умиленное, с блестящими глазами, лицо своей дочери и молилась богу о том, чтобы он помог ей.
Неожиданно, в середине и не в порядке службы, который Наташа хорошо знала, дьячок вынес скамеечку, ту самую, на которой читались коленопреклоненные молитвы в троицын день, и поставил ее перед царскими дверьми. Священник вышел в своей лиловой бархатной скуфье, оправил волосы и с усилием стал на колена. Все сделали то же и с недоумением смотрели друг на друга. Это была молитва, только что полученная из Синода, молитва о спасении России от вражеского нашествия.
– «Господи боже сил, боже спасения нашего, – начал священник тем ясным, ненапыщенным и кротким голосом, которым читают только одни духовные славянские чтецы и который так неотразимо действует на русское сердце. – Господи боже сил, боже спасения нашего! Призри ныне в милости и щедротах на смиренные люди твоя, и человеколюбно услыши, и пощади, и помилуй нас. Се враг смущаяй землю твою и хотяй положити вселенную всю пусту, восста на ны; се людие беззаконии собрашася, еже погубити достояние твое, разорити честный Иерусалим твой, возлюбленную тебе Россию: осквернити храмы твои, раскопати алтари и поругатися святыне нашей. Доколе, господи, доколе грешницы восхвалятся? Доколе употребляти имать законопреступный власть?
Владыко господи! Услыши нас, молящихся тебе: укрепи силою твоею благочестивейшего, самодержавнейшего великого государя нашего императора Александра Павловича; помяни правду его и кротость, воздаждь ему по благости его, ею же хранит ны, твой возлюбленный Израиль. Благослови его советы, начинания и дела; утверди всемогущною твоею десницею царство его и подаждь ему победу на врага, яко же Моисею на Амалика, Гедеону на Мадиама и Давиду на Голиафа. Сохрани воинство его; положи лук медян мышцам, во имя твое ополчившихся, и препояши их силою на брань. Приими оружие и щит, и восстани в помощь нашу, да постыдятся и посрамятся мыслящий нам злая, да будут пред лицем верного ти воинства, яко прах пред лицем ветра, и ангел твой сильный да будет оскорбляяй и погоняяй их; да приидет им сеть, юже не сведают, и их ловитва, юже сокрыша, да обымет их; да падут под ногами рабов твоих и в попрание воем нашим да будут. Господи! не изнеможет у тебе спасати во многих и в малых; ты еси бог, да не превозможет противу тебе человек.
Боже отец наших! Помяни щедроты твоя и милости, яже от века суть: не отвержи нас от лица твоего, ниже возгнушайся недостоинством нашим, но помилуй нас по велицей милости твоей и по множеству щедрот твоих презри беззакония и грехи наша. Сердце чисто созижди в нас, и дух прав обнови во утробе нашей; всех нас укрепи верою в тя, утверди надеждою, одушеви истинною друг ко другу любовию, вооружи единодушием на праведное защищение одержания, еже дал еси нам и отцем нашим, да не вознесется жезл нечестивых на жребий освященных.
Господи боже наш, в него же веруем и на него же уповаем, не посрами нас от чаяния милости твоея и сотвори знамение во благо, яко да видят ненавидящий нас и православную веру нашу, и посрамятся и погибнут; и да уведят все страны, яко имя тебе господь, и мы людие твои. Яви нам, господи, ныне милость твою и спасение твое даждь нам; возвесели сердце рабов твоих о милости твоей; порази враги наши, и сокруши их под ноги верных твоих вскоре. Ты бо еси заступление, помощь и победа уповающим на тя, и тебе славу воссылаем, отцу и сыну и святому духу и ныне, и присно, и во веки веков. Аминь».
В том состоянии раскрытости душевной, в котором находилась Наташа, эта молитва сильно подействовала на нее. Она слушала каждое слово о победе Моисея на Амалика, и Гедеона на Мадиама, и Давида на Голиафа, и о разорении Иерусалима твоего и просила бога с той нежностью и размягченностью, которою было переполнено ее сердце; но не понимала хорошенько, о чем она просила бога в этой молитве. Она всей душой участвовала в прошении о духе правом, об укреплении сердца верою, надеждою и о воодушевлении их любовью. Но она не могла молиться о попрании под ноги врагов своих, когда она за несколько минут перед этим только желала иметь их больше, чтобы любить их, молиться за них. Но она тоже не могла сомневаться в правоте читаемой колено преклонной молитвы. Она ощущала в душе своей благоговейный и трепетный ужас перед наказанием, постигшим людей за их грехи, и в особенности за свои грехи, и просила бога о том, чтобы он простил их всех и ее и дал бы им всем и ей спокойствия и счастия в жизни. И ей казалось, что бог слышит ее молитву.


С того дня, как Пьер, уезжая от Ростовых и вспоминая благодарный взгляд Наташи, смотрел на комету, стоявшую на небе, и почувствовал, что для него открылось что то новое, – вечно мучивший его вопрос о тщете и безумности всего земного перестал представляться ему. Этот страшный вопрос: зачем? к чему? – который прежде представлялся ему в середине всякого занятия, теперь заменился для него не другим вопросом и не ответом на прежний вопрос, а представлением ее. Слышал ли он, и сам ли вел ничтожные разговоры, читал ли он, или узнавал про подлость и бессмысленность людскую, он не ужасался, как прежде; не спрашивал себя, из чего хлопочут люди, когда все так кратко и неизвестно, но вспоминал ее в том виде, в котором он видел ее в последний раз, и все сомнения его исчезали, не потому, что она отвечала на вопросы, которые представлялись ему, но потому, что представление о ней переносило его мгновенно в другую, светлую область душевной деятельности, в которой не могло быть правого или виноватого, в область красоты и любви, для которой стоило жить. Какая бы мерзость житейская ни представлялась ему, он говорил себе:
«Ну и пускай такой то обокрал государство и царя, а государство и царь воздают ему почести; а она вчера улыбнулась мне и просила приехать, и я люблю ее, и никто никогда не узнает этого», – думал он.
Пьер все так же ездил в общество, так же много пил и вел ту же праздную и рассеянную жизнь, потому что, кроме тех часов, которые он проводил у Ростовых, надо было проводить и остальное время, и привычки и знакомства, сделанные им в Москве, непреодолимо влекли его к той жизни, которая захватила его. Но в последнее время, когда с театра войны приходили все более и более тревожные слухи и когда здоровье Наташи стало поправляться и она перестала возбуждать в нем прежнее чувство бережливой жалости, им стало овладевать более и более непонятное для него беспокойство. Он чувствовал, что то положение, в котором он находился, не могло продолжаться долго, что наступает катастрофа, долженствующая изменить всю его жизнь, и с нетерпением отыскивал во всем признаки этой приближающейся катастрофы. Пьеру было открыто одним из братьев масонов следующее, выведенное из Апокалипсиса Иоанна Богослова, пророчество относительно Наполеона.
В Апокалипсисе, главе тринадцатой, стихе восемнадцатом сказано: «Зде мудрость есть; иже имать ум да почтет число зверино: число бо человеческо есть и число его шестьсот шестьдесят шесть».
И той же главы в стихе пятом: «И даны быта ему уста глаголюща велика и хульна; и дана бысть ему область творити месяц четыре – десять два».
Французские буквы, подобно еврейскому число изображению, по которому первыми десятью буквами означаются единицы, а прочими десятки, имеют следующее значение:
a b c d e f g h i k.. l..m..n..o..p..q..r..s..t.. u…v w.. x.. y.. z
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160
Написав по этой азбуке цифрами слова L'empereur Napoleon [император Наполеон], выходит, что сумма этих чисел равна 666 ти и что поэтому Наполеон есть тот зверь, о котором предсказано в Апокалипсисе. Кроме того, написав по этой же азбуке слова quarante deux [сорок два], то есть предел, который был положен зверю глаголати велика и хульна, сумма этих чисел, изображающих quarante deux, опять равна 666 ти, из чего выходит, что предел власти Наполеона наступил в 1812 м году, в котором французскому императору минуло 42 года. Предсказание это очень поразило Пьера, и он часто задавал себе вопрос о том, что именно положит предел власти зверя, то есть Наполеона, и, на основании тех же изображений слов цифрами и вычислениями, старался найти ответ на занимавший его вопрос. Пьер написал в ответе на этот вопрос: L'empereur Alexandre? La nation Russe? [Император Александр? Русский народ?] Он счел буквы, но сумма цифр выходила гораздо больше или меньше 666 ти. Один раз, занимаясь этими вычислениями, он написал свое имя – Comte Pierre Besouhoff; сумма цифр тоже далеко не вышла. Он, изменив орфографию, поставив z вместо s, прибавил de, прибавил article le и все не получал желаемого результата. Тогда ему пришло в голову, что ежели бы ответ на искомый вопрос и заключался в его имени, то в ответе непременно была бы названа его национальность. Он написал Le Russe Besuhoff и, сочтя цифры, получил 671. Только 5 было лишних; 5 означает «е», то самое «е», которое было откинуто в article перед словом L'empereur. Откинув точно так же, хотя и неправильно, «е», Пьер получил искомый ответ; L'Russe Besuhof, равное 666 ти. Открытие это взволновало его. Как, какой связью был он соединен с тем великим событием, которое было предсказано в Апокалипсисе, он не знал; но он ни на минуту не усумнился в этой связи. Его любовь к Ростовой, антихрист, нашествие Наполеона, комета, 666, l'empereur Napoleon и l'Russe Besuhof – все это вместе должно было созреть, разразиться и вывести его из того заколдованного, ничтожного мира московских привычек, в которых, он чувствовал себя плененным, и привести его к великому подвигу и великому счастию.
Пьер накануне того воскресенья, в которое читали молитву, обещал Ростовым привезти им от графа Растопчина, с которым он был хорошо знаком, и воззвание к России, и последние известия из армии. Поутру, заехав к графу Растопчину, Пьер у него застал только что приехавшего курьера из армии.
Курьер был один из знакомых Пьеру московских бальных танцоров.
– Ради бога, не можете ли вы меня облегчить? – сказал курьер, – у меня полна сумка писем к родителям.
В числе этих писем было письмо от Николая Ростова к отцу. Пьер взял это письмо. Кроме того, граф Растопчин дал Пьеру воззвание государя к Москве, только что отпечатанное, последние приказы по армии и свою последнюю афишу. Просмотрев приказы по армии, Пьер нашел в одном из них между известиями о раненых, убитых и награжденных имя Николая Ростова, награжденного Георгием 4 й степени за оказанную храбрость в Островненском деле, и в том же приказе назначение князя Андрея Болконского командиром егерского полка. Хотя ему и не хотелось напоминать Ростовым о Болконском, но Пьер не мог воздержаться от желания порадовать их известием о награждении сына и, оставив у себя воззвание, афишу и другие приказы, с тем чтобы самому привезти их к обеду, послал печатный приказ и письмо к Ростовым.