Raketopsendelse for at afbilde supernovarest

Et astrofysikhold fra Northwestern University sigter efter stjernerne – altså en død stjerne.

Den 21. august vil det NASA-finansierede hold affyre sin "Micro-X" raket fra White Sands Missile Range i det sydlige New Mexico. Raketten vil tilbringe 15 minutter i rummet - lige nok tid til at tage et hurtigt billede af supernova-resten Cassiopeia A, en stjerne i Cassiopeia-stjernebilledet, der eksploderede cirka 11.000 lysår væk fra Jorden. Derefter vil raketten hoppe tilbage til Jorden i faldskærm og lande i ørkenen – omkring 45 miles fra affyringsrampen – hvor Northwestern-holdet vil hente sin nyttelast.

Kort for "højopløsningsmikrokalorimeter røntgenbilledraket" vil Micro-X-raketten bære et superlederbaseret røntgenspektrometer, der er i stand til at måle energien af ​​hver indkommende røntgenstråle fra astronomiske kilder med hidtil uset nøjagtighed.

"Supernovaresten er så varm, at det meste af lyset, den udsender, ikke er i det synlige område," sagde Northwesterns Enectali Figueroa-Feliciano, der leder projektet. "Vi er nødt til at bruge røntgenbilleder, hvilket ikke er muligt fra Jorden, fordi vores atmosfære absorberer røntgenstråler. Det er derfor, vi skal ud i rummet. Det er ligesom, hvis du hoppede i luften, tog et billede, ligesom dit hoved kiggede over atmosfæren og landede så ned igen."

Figueroa-Feliciano er professor i fysik og astronomi ved Weinberg College of Arts and Sciences og medlem af Northwesterns Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics (CIERA). Han rådgav et team på syv kandidatstuderende, postdoc-stipendiater og post-bachelor-forskere, som brugte det sidste årti på at bygge og teste raketten.

Selvom Micro-X vil lancere fra New Mexico, byggede holdet raketten og dens nyttelast i Figueroa-Felicianos laboratorium på Evanston campus. Den sværeste del er at holde de superledende detektorer ved ekstremt kolde temperaturer - kun en lille brøkdel af en grad over det absolutte nulpunkt - selvom den opvarmes, mens den bryder igennem atmosfæren. Holdet løste det problem med en termokande fyldt med flydende helium, som er afkoblet fra varmen og vibrationerne på rakethuden under flyvningen.

"Constructing the Micro-X rocket is a challenging endeavor," Figueroa-Feliciano said. "Once it launches, it needs to be a completely hands-off process. It has to turn on, record data, store data and send data back to us autonomously. It gives the students an opportunity to learn how to build and test real technology."

Now in New Mexico, the team is assembling the rocket and readying it for flight. People can follow the team's journey on Instagram.

The team previously tested the six-story-tall rocket at NASA's Wallops Flight Facility in Virginia and launched it for the first time in summer 2018. During the rocket's first flight, the researchers demonstrated its detectors, along with their superconducting electronics readout, worked in space.

By studying the supernova remnant, which is 10 light-years across, Figueroa-Feliciano hopes to learn more about life on Earth—and inside our bodies.

"We're all made of star stuff," he said. "The elements in our bodies are made in the cores of stars. When stars explode, they shoot ejecta into space. Cassiopeia A is so big that the sun and the 14 closest stars to the sun would all fit inside the supernova remnant. The ejecta from these events spreads through the galaxy and ultimately ends up making planets like Earth."

Collaborating institutions include NASA's Goddard Space Flight Center, Lawrence Livermore National Laboratory, National Institute of Standards and Technology and University of Wisconsin at Madison. + Udforsk yderligere

Northwestern rocket to launch July 22 to explore 'star stuff'