Orbiting Solar Observatory 1

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
OSO 1
Oso1.gif
Inne nazwy OSO-A, S 16, 00255
Indeks COSPAR 1962-006A
Zaangażowani NASA (USA), Ball Aerospace
Rakieta nośna Thor Delta
Miejsce startu Cape Canaveral Air Force Station, USA
Orbita
(docelowa, początkowa)
Perygeum 510 km
Apogeum 539 km
Okres obiegu 95,1 min
Nachylenie 32,8°
Mimośród 0,002099
Czas trwania
Początek misji 7 marca 1962 (16:04 GMT)
Koniec misji maj 1964
Powrót do atmosfery 8 października 1981
Wymiary
Masa całkowita 207,7 kg
Commons Multimedia w Wikimedia Commons


Orbiting Solar Observatory 1 (OSO 1) – pierwszy z serii ośmiu amerykańskich orbitalnych obserwatoriów Słońca w promieniach rentgenowskich, UV i gamma. Celem drugorzędnym były badania pyłu kosmicznego.

Statek pracował normalnie aż do zepsucia się drugiego rejestratora taśmowego 15 maja 1962. Transmisja danych ze statku ustała w maju 1964. Satelita spłonął w atmosferze 8 października 1981 roku.

Eksperyment obserwacji w promieniach gamma jako pierwszy zarejestrował strumień takiego promieniowania (o energiach kwantów od 0,5 do 3,0 MeV) o pochodzeniu pozaziemskim. Pomiary te stały się pierwszymi zagadnieniami, którymi zająć się miała powstająca wówczas astronomia promieniowania gamma.

Budowa i działanie[edytuj | edytuj kod]

Schemat satelity OSO 1

Ważący 208 kg statek składał się z dwóch sekcji: 9 bocznej obrotowej sekcji, zwanej „kołem” (średnica 1,2 m; obracała się z okresem ok. 2 sekund), przyłączonej do sekcji zwanej „żaglem”. Wysokość orbity mogła być zmieniana przez silniczki gazowe. Dane były jednocześnie nagrywane na taśmę i nadawane przez nadajnik UKF. Sterowanie odbywało się za pomocą listy 10 rozkazów nadawanych z Ziemi.

Ładunek[edytuj | edytuj kod]

Ważący 9,3 kg eksperyment zaprojektowany został do analizy promieniowania słonecznego w zakresie EUV (1-40 nm). Głównym elementem był spektrometr z siatką dyfrakcyjną. Spektrum było skanowane co 8 minut, gdy padało prostopadle do otworu wejściowego instrumentu. Apertura wejściowa formowała wiązkę do rozmiarów 2×2 cm. Jej krawędzie wykonano bardzo dokładnie, aby zminimalizować rozpraszanie światła. Apertura kątowa wynosiła 1,2×2,2°, co pozwalało objąć Słońce wraz z koroną słoneczną. Przyrząd pracował od 7 marca do 15 maja 1962 i dostarczył ponad 7000 widm. Dane o falach o długościach poniżej 17 nm były trudne do zinterpretowania z powodu małej czułości i dużego rozpraszania. Powyżej 34,2 nm, obraz drugie rzędu widma przysłonił obraz właściwy.
  • Detektor słonecznych prom. X (20-100 keV)
Przyrząd zaprojektowano do poszukiwania słonecznych strumieni promieniowania hamowania (tzw. bremsstrahlung), w obrębie całego dysku słonecznego, w zakresie energii od 20 do 100 keV. Czujnikiem był licznik scyntylacyjny z cylindrycznym kryształem NaI aktywowanego talem (3 mm grubości i 2,2 cm średnicy), oraz fotopowielacza (RCA C-7151). Osłona z miedzi kolimowała pole widzenia detektora do 0,3 sr. Prędkość zliczania (od 10 do 104 zliczeń/s) była przedstawiana w postaci napięcia (od 0 do 5 V).
Miał za zadanie mierzyć strumień słonecznego promieniowania gamma w zakresie od 100 do 700 keV, ze szczególnym uwzględnieniem czasowego przebiegu dla energii 511 keV, charakterystycznej dla reakcji anihilacji pozytonu i negatonu. Przyrząd tworzyły trzy liczniki scyntylacyjne. Dwa detektory z kryształem NaI aktywowanym talem (3,8 cm średnicy i 3,8 cm wysokości) umieszczone były w sekcji „kołowej”, a trzeci, CsI aktywowany talem (3,8 cm średnicy i 5,08 cm wysokości) w sekcji „żaglowej”. Jeden z obracających się detektorów miał ograniczone pole widzenia do 20° poprzez osłonę wolframową. Drugi był nieosłonięty i zapewniał prawie izotropiczną detekcję promieniowania, zapewniając monitorowanie tła dla detektora z osłoną. Wyjście z każdego z trzech liczników było kolejno próbkowane przez 16-poziomowy analizator impulsowo-amplitudowy. Poza przesunięciem wzmocnienia wzmacniacza objawiającym się w linii 511 keV, eksperyment pracował normalnie przez cały czas trwania misji.
OSO 1 podczas montażu
Model OSO 1 wystawiony w National Air and Space Museum
  • Monitor strumienia słonecznych prom. X
Monitor miał badać zmiany w czasie strumienia słonecznych promieni rentgenowskich, w zakresie od 0,1 do 0,8 nm, wspomagając eksperyment ze spektrometrem słonecznym. Czujnik składał się z dwóch komór jonizacyjnych wypełnionych ksenonem. Każda posiadała okienko berylowe o grubości 0,15 mm i powierzchni 3,38 cm². Detektory były połączone równolegle i zamontowane w nieruchomej części statku. Próbkowanie odbywało się co około 10 sekund. Ciśnienie gazu w komorach wynosiło 760 mm Hg, a grubość komory, przy padaniu prostopadłym, wynosiła 2,19 cm. Eksperyment pracował normalnie do 15 maja 1962. Dodatkowe dane napływały do maja 1964 w trybie rzeczywistym – kiedykolwiek statek znajdował się nad stacjami naziemnymi.
Eksperyment monitorowania strumienia fotonów o długości odpowiadającej pierwszemu przejściu w serii Lymana widma wodoru. Zmontowany na sekcji obrotowej, skanował Słońce podczas każdego obrotu. Miernik stanowiła komora jonizacyjna wypełniona disiarczkiem węgla. Fluorytowe okienko zapewniało filtrowanie światła do przedziału 105-123 nm. W ciągu około 230 orbit, czułość detektora zmalała o 80%.
  • Detektor scyntylacyjny prom. gamma
Ważący 14,3 kg eksperyment został przygotowany przez University of Minnesota i miał monitorować intensywność i rozkład kierunkowy promieniowania gamma (50 keV - 3 MeV). Na przyrząd składały się trzy liczniki scyntylacyjne połączone i osłaniane tak, aby mogły analizować rozkład kierunkowy badanego promieniowania; plastyczny licznik typu phoswich do odrzucania niepożądanego promieniowania kosmicznego. Licznik phoswich składał się z kryształu NaI (5,1 cm średnicy i 5,4 cm długości) otoczonego warstwą plastycznego fosforu (grub. 0,32 cm). Detektor zamontowany był w sekcji „kołowej” statku. Wszystkie trzy liczniki pracowały w trakcie dziennej części orbity. Po nocnej części pracował tylko licznik promieniowania kosmicznego. Budowę instrumentu poprzedziły loty podobnych czujników na balonach, w celu sprawdzenia wpływu prom. kosmicznego na materiały detektorów.
  • Detektor wysokoenergetycznego prom. gamma
Detektor przeznaczony do obserwowania rozbłysków słonecznych. Pracował z promieniowaniem o energii powyżej 100 MeV, czyli z promieniowaniem gamma. Składał się z arkusza ołowiu (konwertującego kwanty gamma w pary elektron-pozyton) przykrywającego licznik Czerenkowa. Między arkuszem a licznikiem znajdował się scyntylator antykoincydencyjny, aby wykluczyć zliczenia naładowanych cząstek o prędkościach relatywistycznych. Czujnik oglądał Słońce przy każdym obrocie sekcji (co ok. 2 s) przez około 110 ms. Eksperyment pracował normalnie do 3 lipca 1962.
Składał się z dwóch moderowanych liczników proporcjonalnych BF-3. Moderator stanowił materiał epoksydowy o grubości 3,8 cm. W jednym z liczników był on wzbogacony, a drugi zubożony, o bor 10B. Efektywność zliczania neutronów wynosiła około 2 zliczeń/cm²/neutron i była praktycznie niezależna od energii (w zakresie 10 keV-10 MeV). Dane z eksperymentu okazały się mało użyteczne.
Zaprojektowany do monitorowania zakresu 380-480 nm promieniowania emitowanego przez Słońce z dokładnością mającą wychwycić zmiany rzędu 1 promila. Czujnik stanowiła wysokoprądowa fotodioda z dwuwarstwowym filtrem. Zewnętrzną warstwę filtru stanowiła naparowana powłoka platynowa na 2 mm grubości stopionym kompleksie krzemowym. Wewnętrzną warstwę filtru stanowiło niebieskie szkło. Detektor umieszczono w sekcji obrotowej statku. Mimo że odnotowano szybki spadek czułości fotodiody, użyteczne dane odbierano do 15 maja 1962.
  • Analizator protonów i elektronów
Analizator miał określać przebiegi czasowe i kierunkowe strumienia protonów (o energiach powyżej 2 MeV) i elektronów (powyżej 60 keV), w rejonach poniżej pasów radiacyjnych. Eksperyment umieszczono w części „kołowej” statku. Składał się kryształu scyntylacyjnego (stylben) umieszczonego przy fotopowielaczu RCA C-7151 (o wzmocnionej konstrukcji). W krysztale tego typu protony i elektrony wytwarzają impulsy o różnych czasach zaniku, przez co dwie cząstki przybyłe w tym samym czasie można odróżnić. Przyrząd pracował do 14 lipca 1963.

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]