NASAs lille BurstCube-mission lanceres for at studere kosmiske eksplosioner

NASA's BurstCube, en satellit i skoæskestørrelse designet til at studere universets kraftigste eksplosioner, er på vej til den internationale rumstation.

Rumfartøjet rejser ombord på SpaceX's 30. Commercial Resupply Services-mission, som lettede kl. 16.55. EDT torsdag den 21. marts fra Launch Complex 40 på Cape Canaveral Space Force Station i Florida. Efter ankomsten til stationen vil BurstCube blive pakket ud og senere frigivet i kredsløb, hvor den vil detektere, lokalisere og studere korte gammastråleudbrud – korte glimt af højenergilys.

"BurstCube er måske lille, men udover at undersøge disse ekstreme begivenheder, tester den ny teknologi og giver vigtig erfaring til astronomer og rumfartsingeniører i den tidlige karriere," siger Jeremy Perkins, BurstCubes hovedefterforsker ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland.

Korte gammastråleudbrud opstår normalt efter kollisioner af neutronstjerner, de supertætte rester af massive stjerner, der eksploderede i supernovaer. Neutronstjernerne kan også udsende gravitationsbølger, krusninger i rumtidens stof, når de spiraler sammen.

Astronomer er interesserede i at studere gammastråleudbrud ved hjælp af både lys- og gravitationsbølger, fordi hver enkelt kan lære dem om forskellige aspekter af begivenheden. Denne tilgang er en del af en ny måde at forstå kosmos på kaldet multimessenger-astronomi.

De kollisioner, der skaber korte gamma-stråleudbrud, producerer også tunge elementer som guld og jod, en vigtig ingrediens for livet, som vi kender det.

I øjeblikket var den eneste fælles observation af gravitationsbølger og lys fra den samme begivenhed – kaldet GW170817 – i 2017. Det var et skelsættende øjeblik i multibudbringer-astronomi, og det videnskabelige samfund har håbet og forberedt sig på yderligere samtidige opdagelser siden.

"BurstCubes detektorer er vinklet, så vi kan detektere og lokalisere begivenheder over et bredt område af himlen," sagde Israel Martinez, forsker og BurstCube-teammedlem ved University of Maryland, College Park og Goddard.

"Vores nuværende gammastrålemissioner kan kun se omkring 70 % af himlen på ethvert tidspunkt, fordi Jorden blokerer deres udsyn. At øge vores dækning med satellitter som BurstCube forbedrer oddsene for, at vi fanger flere udbrud, der falder sammen med gravitationsbølgedetektering."

BurstCubes hovedinstrument registrerer gammastråler med energier fra 50.000 til 1 million elektronvolt. (Til sammenligning varierer synligt lys mellem 2 og 3 elektronvolt.)

Når en gammastråle kommer ind i en af ​​BurstCubes fire detektorer, støder den på et cæsiumiodidlag kaldet en scintillator, som omdanner det til synligt lys. Lyset kommer derefter ind i et andet lag, et array af 116 silicium fotomultiplikatorer, der konverterer det til en puls af elektroner, hvilket er hvad BurstCube måler. For hver gammastråle ser holdet én puls i instrumentudlæsningen, der giver den præcise ankomsttid og energi. De vinklede detektorer informerer holdet om begivenhedens generelle retning.

BurstCube tilhører en klasse af rumfartøjer kaldet CubeSats. Disse små satellitter kommer i en række standardstørrelser baseret på en terning, der måler 10 centimeter (3,9 tommer) på tværs. CubeSats giver omkostningseffektiv adgang til rummet for at lette banebrydende videnskab, teste nye teknologier og hjælpe med at uddanne den næste generation af videnskabsmænd og ingeniører i missionsudvikling, konstruktion og test.

"Vi var i stand til at bestille mange af BurstCubes dele, såsom solpaneler og andre hyldekomponenter, som er ved at blive standardiseret til CubeSats," sagde Julie Cox, en BurstCube maskiningeniør hos Goddard. "Det gjorde det muligt for os at fokusere på missionens nye aspekter, såsom de indbyggede komponenter og instrumentet, som vil demonstrere, hvordan en ny generation af miniaturiserede gammastråledetektorer fungerer i rummet."

BurstCube ledes af NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. BurstCube-samarbejdet omfatter University of Alabama i Huntsville; University of Maryland, College Park; University of the Virgin Islands; Universities Space Research Association i Washington; Naval Research Laboratory i Washington; og NASAs Marshall Space Flight Center i Huntsville.

Leveret af NASA's Goddard Space Flight Center