グラナート (宇宙望遠鏡)

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出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/09/08 13:37 UTC 版)

宇宙機

グラナートは3つの軸で安定化された最後のベネラ級宇宙船であり、ラヴォーチキン記念科学製造合同によって生産された。それは、1983年から1989年の間に機能していたアストロン望遠鏡に類似している。このことから、この宇宙機は当初はアストロン2として知られていた。その重さは4.4トンでほぼ2.3トンの国際科学機器を運んでいた。グラナートは高さ6.5メートルで全長8.5メートルの太陽電池をもっていた。科学機器が利用できる電力はおおよそ400Wだった^[1]。

発射と軌道

グラナートを運ぶプロトンロケット

この宇宙機は1989年12月1日にカザフスタンのバイコヌール宇宙基地からプロトンロケットに乗って発射された。それは初期遠地点/近地点がそれぞれ200,000km/2,000kmで、傾きが51.5度の高偏心98時間軌道に配置された^[4]。このことは、太陽や月の摂動が、軌道傾斜をかなり増加させる一方で、離心率をかなり減少させることを意味している。その結果、1994年9月にグラナートが管理された観察を完了したときには軌道は円に近い形になっていた。(1991年までに近地点は20,000kmまで増加し、1994年9月までに遠地点/近地点は59,025km/144,550、傾斜は86.7度まで増加した。)

4日間のうち3日間は軌道の観測に専念した^[8]。軌道上での9年間の後、その観測所は1999年5月25日についに地球の大気へと再突入した^[2]。

グラナート観測所の軌道変化(1994年の予想)^[4]
日にち	近地点 (km)	遠地点 (km)	近点引数 (deg)	軌道傾斜角 (deg)	昇交点黄経 (deg)
1989年12月1日	7003200000000000000♠2,000	7005200000000000000♠200,000	285	51.5	20.0
1991年12月1日	7004238930000000000♠23,893	7005179376000000000♠179,376	311.9	82.6	320.3
1994年12月1日	7004589590000000000♠58,959	7005144214000000000♠144,214	343.0	86.5	306.9
1996年12月1日	7004420888000000000♠42,088.8	7005160888000000000♠160,888	9.6	93.4	302.2

観測機器

SIGMA

硬X線、低エネルギーガンマ線SIGMA望遠鏡はフランスの宇宙線研究センター（英語版）とフランス原子力庁の共同制作品であった。それは、80 cm²の有効面積と、~5°×5°の最大感度視野によって、35–1300 keV,^[5]の範囲のエネルギーを扱っていた。最大角分解能は、15 arcmin^[9]であった。エネルギー分解能は8%で511 keV^[8]であった。その画像処理能力は符号化マスクと、アンガーカメラの原理に基づいた位置検出器の提携に由来していた^[3]。

ART-P

ART-P X線望遠鏡はモスクワのIKIが責任を持っていた。その器具は画像処理のために4〜60 keV の範囲のエネルギーを扱い、分光と時間の計測のために4〜100 keV の範囲のエネルギーを扱っていた。ART-P望遠鏡には、4つの同一のモジュールがあり、それぞれはURA符号化マスクとともに位置敏感型マルチワイヤ比例計数から成り立っていた。それぞれのモジュールはおおよそ600 cm²の有効面積を持ち、1.8° 1.8°の視野を生じさせていた。角分解能は5arcmin,時間的及びエネルギー解像度はそれぞれ3.9 msと22%で6 keVであった。^[6]その機器は、8時間の露光でカニ星雲源（=1"mCrab」）の0.001の感度を達成した。最大の時間解像度は4 msである^[3]^[8]。

ART-S

ART-S X線スペクトル計もまた、IKIによってつくられたものであり、3~100 keVの範囲のエネルギーを扱っていた。その視野は2° 2°であった。その器具は分光MWPCに基づいた4つの検出器からなっていて、10 keV で2,400 cm²、100 keVで800 cm²の有効面積をつくっていた。時間解像度は200マイクロ秒であった^[3]。

PHEBUS

PHEBUS実験は100 keV〜100 MeVの範囲の高エネルギー過渡現象を記録するために、フランスの宇宙線研究センター（英語版）によって、計画された。それは2つの同一の検出器とそれらの関連づけられたエレクトロニクスからなっている。それぞれの検出器は直径78 mm、厚さ120 mm ゲルマン酸ビスマス（英語: bismuth germanate）(BGO)結晶からなっていて、プラスチックの抗一致ジャケットに囲まれている。2つの検出器は4π ステラジアンの観測のために宇宙機上に配置された。0.1〜1.5 MeV のエネルギー範囲における計数率がバックグラウンドレベルを0.25秒または1.0秒のいずれかで8 sigma 超えたとき、バーストモードが稼働する。116のエネルギーチャンネルがあった^[3]。

WATCH

デンマーク宇宙研究所（英語版）によって設計され、1990年1月に動き始めた4つのWATCHはグラナート観測所で動作していた。この器具は、回転変調コリメーターを使って、0.5°の範囲内で 6〜180 keVの光源の位置を特定することができた。まとめると、その器具の3つの視野はおおよそ空の75%をカバーしていた。FWMHエネルギー分解能は60 keVであった。静かな期間は、2つのエネルギー帯（6〜15、15〜180 keV）の計数率は搭載されていたコンピュータのメモリの可用性によって、4，8または16秒で蓄積した。バーストまたは過渡事象の間、計数率は36個のエネルギーチャンネルにつき1秒の時間解像度で蓄積した^[3]。

KONUS-B

サンクトペテルブルクのヨッフェ物理学技術研究所で設計されたKONUS-Bは、宇宙機の周りに分散された、8 MeVのエネルギーに対し、10 keV のフォトンで応答する7つの検出器からなっていた。それらは、ベリリウム入射窓の背後の厚さ50 mmで直径200 mmの、ヨウ化ナトリウムシンチレータ結晶からなっていた。側面の表面は厚さ5 mmの鉛の層によって保護されていた。バースト検出の敷居は、バーストスペクトルと立ち上がり時間によって、1平方センチメートルあたり500〜50マイクロジュール(5 × 10^-7 to 5 × 10^-8 erg/cm²)であった。スペクトルは、2つの31チャンネル波高分析器（PHA）によって、採取されていた。PHAのうち最初の8つは、1/16 s で時間解像度を測定し、残りのPHAは計数率に応じて、様々な時間解像度で測定した。解像度の範囲は0.25〜8 sであった。

KONUS-Bは1989年12月11日から1990年2月20日まで作動していた。その期間にわたって、実験のための動作中の期間は27日だった。約60の太陽フレアと19の宇宙ガンマ線バーストが検出された^[3]。

TOURNESOL

フランスのTOURNESOLは4つの比例計数管と2つの光検出器からなる。比例計数管は6° 6°の視野で 2 keVと20 MeV の間のフォトンを計測する。可視検出器は5° 5°の視野を持っていた。その器具は高エネルギーの事象のガンマ分光（英語: Gamma spectroscopy）を実行するためだけでなく、硬エネルギーバースト源の光学対応を探すために設計された^[3]。

脚注

^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f “Granat X-ray and Gamma-ray Observatory”. The Federation of American Scientists. 2007年12月6日閲覧。
^ ^a ^b ^c ^d “1999 Reentries (PDF)”. The Aerospace Corporation, Center for Orbital and Reentry Debris Studies. 2007年12月6日閲覧。
^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ ^j ^k “GRANAT”. NASA HEASARC. 2007年12月5日閲覧。
^ ^a ^b ^c ^d N.G. Kuleshova, I.D. Tserenin, A.I. Sheikhet; ラヴォーチキン. “Orbital Astrophysical Observatory "Granat": Problems of Control” (ロシア語). Zemlya i Vselennaya, 1994, no. 2.. 2015年6月2日閲覧。
^ ^a ^b ^c Mandrou P, Jourdain E. et al. Overview of two-year observations with SIGMA on board GRANAT, A&A 別冊シリーズ, 1993, no. 97.
^ ^a ^b ^c Molkov, S.V., Grebenev, S.A., Pavlinsky, M.N., Sunyaev. "GRANAT/ART-P OBSERVATIONS OF GX3+1: TYPE I X-RAY BURST AND PERSISTENT EMISSION", Mar 1999. 4pp. arXiv e-Print (astro-ph/9903089v1).
^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h “The Granat Satellite”. NASA HEASARC Imagine the Universe!. 2007年12月5日閲覧。
^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f “International Astrophysical Observatory "GRANAT"”. IKI RAN. 2007年12月5日閲覧。
^ ^a ^b M.G. Revnivtsev, R.A. Sunyaev, M.R. Gilfanov, E.M. Churazov, A. Goldwurm, J. Paul, P. Mandrou and J. P. Roques "A hard X-ray sky survey with the SIGMA telescope of the GRANAT observatory", (2004) アストロノミー・レターズ（英語版）, vol. 30, p.527-533
^ “SIGMA Telescope”. IKI RAN. 2008年5月25日閲覧。