In mei 2023 ontdekten wetenschappers dat NICER een ‘lichtlek’ had ontwikkeld. Ongewenst zonlicht drong het instrument binnen en bereikte de gevoelige detectoren van de telescoop. Terwijl het team onmiddellijk stappen ondernam om de impact op de waarnemingen te beperken, begonnen ze ook na te denken over een mogelijke reparatie.

"Het zonlicht interfereert met het vermogen van NICER om overdag levensvatbare röntgenmetingen te verzamelen", zegt Zaven Arzoumanian, NICER's wetenschapsleider bij NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. "Nachtelijke waarnemingen worden niet beïnvloed en de telescoop blijft ongelooflijke wetenschap produceren. Honderden gepubliceerde artikelen hebben NICER gebruikt sinds het begin van de missie. Door een deel van het binnenlekkende licht te blokkeren, zouden we 24 uur per dag kunnen terugkeren naar normalere operaties." P>

Arzoumanian presenteerde zijn inspanningen om de kwestie aan te pakken tijdens een lezing op vrijdag 12 april tijdens de 21e bijeenkomst van de High Energy Astrophysics Division van de American Astronomical Society in Horseshoe Bay, Texas.

NICER bevindt zich nabij de binnenste stuurboordzonnepanelen van het station. Vanaf die plek kijkt hij uit op de röntgenhemel en verzamelt gegevens over veel kosmische verschijnselen, zoals regelmatige pulsen van superdichte stellaire overblijfselen die neutronensterren worden genoemd en 'lichtecho's' van opvlammende zwarte gaten.

Het observeren van deze objecten helpt bij het beantwoorden van vragen over hun aard en gedrag en vergroot ons begrip van materie en zwaartekracht. In 2017 demonstreerde NICER ook het gebruik van pulserende neutronensterren in onze Melkweg om te dienen als navigatiebakens voor toekomstige verkenning van de diepe ruimte via een programma genaamd SEXTANT (Station Explorer for X-ray Timing and Navigation Technology).

De telescoop beschikt over 56 aluminium röntgenconcentrators. Elke concentrator heeft een reeks geneste spiegels, ontworpen om röntgenstralen naar een detector over te slaan. Voor de concentrator ligt een dun filter, een thermisch schild genoemd, dat zonlicht tegenhoudt. De concentrator wordt bekroond door een hol rond stuk koolstofcomposiet, een zonnescherm genoemd, met zes segmenten die op een gesneden taart lijken. Het zonnescherm is ontworpen om de concentrators koel te houden in zonlicht en om de kwetsbare thermische schilden te beschermen. Nadat het lichtlek zich had ontwikkeld, onthulden foto's verschillende kleine beschadigingen in sommige schilden, maar de oorzaak hiervan is nog steeds onduidelijk.

"We hebben NICER niet ontworpen voor missieonderhoud. Het werd robotisch geïnstalleerd en we bedienen het vanaf de grond", zegt Keith Gendreau, hoofdonderzoeker van NICER bij Goddard. "De mogelijkheid van een reparatie was een opwindende uitdaging. We hebben zowel ruimtewandeling- als robotoplossingen overwogen, waarbij we ons afvroegen hoe we patches konden installeren met behulp van wat al aanwezig was op de telescoop en in de toolkits van het ruimtestation."

Na vele maanden van overweging werd de ruimtewandeling gekozen als de weg voorwaarts. NASA's Hubble Space Telescope en Solar Maximum Mission, evenals AMS (Alpha Magnetic Spectrometer, ook op het station), zijn de enige andere wetenschappelijke observatoria die door astronauten in een baan om de aarde zijn gerepareerd.

De oplossing van NICER is eenvoudig. Vijf taartvormige wiggen passen in de parasols boven de gebieden met de grootste schade en klikken vast. De patches zijn ontworpen om te profiteren van een bestaand stuk astronautenuitrusting, een zogenaamde T-handle tool.

"Hoewel we er hard aan hebben gewerkt om ervoor te zorgen dat de patches mechanisch eenvoudig zijn, zijn de meeste reparatieactiviteiten in de ruimte erg ingewikkeld", zegt Steve Kenyon, mechanisch hoofd van NICER bij Goddard. "We hebben tests uitgevoerd om te bevestigen dat de reparatiewerkzaamheden zowel een effectieve oplossing voor het lichtlek van NICER zullen zijn als volkomen veilig voor de astronauten op de ruimtewandeling en het ruimtestation."

Het is momenteel de bedoeling dat de patches later dit jaar naar het ruimtestation worden gelanceerd aan boord van de 21e commerciële bevoorradingsmissie van Northrop Grumman. Astronauten voltooien hun installatie tijdens een ruimtewandeling, samen met andere taken.

NICER is een Astrophysics Mission of Opportunity binnen het Explorers Program van NASA, dat frequente vluchtmogelijkheden biedt voor wetenschappelijk onderzoek van wereldklasse vanuit de ruimte, waarbij gebruik wordt gemaakt van innovatieve, gestroomlijnde en efficiënte managementbenaderingen binnen de wetenschapsgebieden heliofysica en astrofysica. NASA's Space Technology Mission Directorate ondersteunt de SEXTANT-component van de missie, waarbij pulsar-gebaseerde ruimtevaartuignavigatie wordt gedemonstreerd.

NICER werkt ook geautomatiseerd samen met JAXA's (Japan Aerospace Exploration Agency's) experiment MAXI (Monitor of All-sky X-ray Image) om snel sterren en andere objecten te observeren die onvoorspelbaar oplichten, waardoor het wetenschappelijk begrip van ons dynamische universum wordt bevorderd.

Aangeboden door NASA's Goddard Space Flight Center