Astronauter til at lappe NASAs PÆRE teleskop

NASA planlægger at reparere NICER (Neutronstjerne Interior Composition Explorer), et røntgenteleskop på den internationale rumstation, under en rumvandring senere i år. Det vil være det fjerde videnskabelige observatorium i kredsløb, der betjenes af astronauter.

I maj 2023 opdagede videnskabsmænd, at NICER havde udviklet en "lyslækage." Uønsket sollys trængte ind i instrumentet og nåede teleskopets følsomme detektorer. Mens holdet tog øjeblikkelige skridt for at afbøde virkningen på observationer, begyndte de også at tænke på en potentiel reparation.

"Sollyset interfererer med NICERs evne til at indsamle levedygtige røntgenmålinger i løbet af stationens dagtid," sagde Zaven Arzoumanian, NICERs videnskabsleder ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. "Natteobservationer er upåvirkede, og teleskopet fortsætter med at producere utrolig videnskab. Hundredvis af offentliggjorte papirer har brugt NICER siden missionen begyndte. Blokering af noget af det lys, der lækker ind, ville give os mulighed for at vende tilbage til mere normale operationer døgnet rundt."

Arzoumanian præsenterede bestræbelser på at løse problemet under en tale fredag ​​den 12. april på det 21. møde i High Energy Astrophysics Division i American Astronomical Society i Horseshoe Bay, Texas.

NICER er placeret i nærheden af ​​stationens indre styrbords solpaneler. Fra den aborre ser den ud på røntgenhimlen og indsamler data om mange kosmiske fænomener, som regelmæssige impulser fra supertætte stjernerester kaldet neutronstjerner og "lysekkoer" fra flammende sorte huller.

At observere disse objekter hjælper med at besvare spørgsmål om deres natur og adfærd og øger vores forståelse af stof og tyngdekraft. I 2017 demonstrerede NICER også brugen af ​​pulserende neutronstjerner i vores galakse til at fungere som navigationsbeacons for fremtidig udforskning af det dybe rum gennem et program kaldet SEXTANT (Station Explorer for X-ray Timing and Navigation Technology).

Teleskopet har 56 røntgenkoncentratorer i aluminium. Hver koncentrator har et sæt indlejrede spejle, designet til at springe røntgenstråler over i en detektor. Foran koncentratoren ligger et tyndt filter, kaldet et termisk skjold, der blokerer sollys. Koncentratoren er toppet af et hult cirkulært stykke kulstofkomposit, kaldet en solskærm, med seks segmenter, der ligner en tærte i skiver. Solskærmen er designet til at holde koncentratorerne kølige i sollys og beskytte de sarte termiske skjolde. Efter at lyslækagen udviklede sig, afslørede billeder flere små områder med skader i nogle af skjoldene, selvom det stadig er uklart, hvad der forårsagede dem.

"Vi designede ikke NICER til missionsservice. Den blev installeret robotiseret, og vi betjener den fra jorden," sagde Keith Gendreau, NICERs hovedefterforsker hos Goddard. "Muligheden for en reparation har været en spændende udfordring. Vi overvejede både rumvandring og robotløsninger, hvor vi gik i tvivl om, hvordan man installerer patches ved hjælp af det, der allerede findes på teleskopet og i rumstationsværktøjssæt."

Efter mange måneders overvejelse blev rumvandringen valgt som vejen frem. NASAs Hubble-rumteleskop og Solar Maximum Mission samt AMS (Alpha Magnetic Spectrometer, også på stationen), er de eneste andre videnskabelige observatorier, der er repareret af astronauter i kredsløb.

NICERs løsning er ligetil. Fem tærte-stykke-formede kiler vil stikke ind i solskærmene over de områder med den største skade og låse på plads. Plastrene er designet til at drage fordel af et eksisterende stykke astronautudstyr kaldet et T-håndtagsværktøj.

"Selvom vi har arbejdet hårdt for at sikre, at plastrene er mekanisk enkle, er de fleste reparationsaktiviteter i rummet meget komplicerede," sagde Steve Kenyon, NICERs mekaniske leder hos Goddard. "Vi har udført tests for at bekræfte, at reparationsarbejdet både vil være en effektiv løsning på NICERs lyslækage og helt sikkert for astronauterne på rumvandringen og rumstationen."

Patches er i øjeblikket planlagt til at blive lanceret til rumstationen ombord på Northrop Grummans 21. kommercielle resupply services mission senere i år. Astronauter vil fuldføre deres installation under en rumvandring sammen med andre opgaver.

NICER er en Astrophysics Mission of Opportunity inden for NASA's Explorers Program, som giver hyppige flyvemuligheder for videnskabelige undersøgelser i verdensklasse fra rummet ved hjælp af innovative, strømlinede og effektive ledelsestilgange inden for heliofysik og astrofysikvidenskab. NASA's Space Technology Mission Directorate understøtter SEXTANT-komponenten af ​​missionen, der demonstrerer pulsar-baseret rumfartøjsnavigation.

NICER samarbejder også i automatiseret tandem med JAXA's (Japan Aerospace Exploration Agency's) eksperiment MAXI (Monitor of All-sky X-ray Image) for hurtigt at observere stjerner og andre objekter, der blusser uforudsigeligt, hvilket fremmer den videnskabelige forståelse af vores dynamiske univers.

Leveret af NASA's Goddard Space Flight Center