Science >> Wetenschap >  >> Astronomie

NASA's kleine BurstCube-missie wordt gelanceerd om kosmische ontploffingen te bestuderen

BurstCube, weergegeven in het concept van deze kunstenaar, zal in een baan om de aarde draaien terwijl deze op zoek gaat naar korte gammaflitsen. Krediet:NASA's Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab

NASA's BurstCube, een satelliet ter grootte van een schoenendoos, ontworpen om de krachtigste explosies van het universum te bestuderen, is onderweg naar het internationale ruimtestation.



Het ruimtevaartuig reist aan boord van de 30e Commercial Resupply Services-missie van SpaceX, die om 16.55 uur van start ging. EDT op donderdag 21 maart vanaf lanceercomplex 40 op het Cape Canaveral Space Force Station in Florida. Na aankomst op het station wordt de BurstCube uitgepakt en later in een baan om de aarde gebracht, waar hij korte gammaflitsen – korte flitsen van hoogenergetisch licht – zal detecteren, lokaliseren en bestuderen.

"BurstCube mag dan klein zijn, maar naast het onderzoeken van deze extreme gebeurtenissen test het nieuwe technologie en biedt het belangrijke ervaring voor beginnende astronomen en ruimtevaartingenieurs", zegt Jeremy Perkins, hoofdonderzoeker van BurstCube bij NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland.

Korte gammaflitsen treden meestal op na botsingen met neutronensterren, de superdichte overblijfselen van massieve sterren die in supernova's zijn geëxplodeerd. De neutronensterren kunnen ook zwaartekrachtgolven uitzenden, rimpelingen in het weefsel van ruimte-tijd, terwijl ze naar elkaar toe spiraliseren.

Astronomen zijn geïnteresseerd in het bestuderen van gammaflitsen met behulp van zowel licht als zwaartekrachtgolven, omdat ze allemaal over verschillende aspecten van de gebeurtenis kunnen leren. Deze aanpak maakt deel uit van een nieuwe manier om de kosmos te begrijpen, genaamd multimessenger-astronomie.

De botsingen die korte gammaflitsen veroorzaken, produceren ook zware elementen zoals goud en jodium, een essentieel ingrediënt voor het leven zoals wij dat kennen.

Momenteel vond de enige gezamenlijke waarneming van zwaartekrachtsgolven en licht van dezelfde gebeurtenis – genaamd GW170817 – plaats in 2017. Het was een keerpunt in de multimessenger-astronomie, en de wetenschappelijke gemeenschap hoopt en bereidt zich sindsdien voor op nog meer gelijktijdige ontdekkingen.

"De detectoren van BurstCube zijn zo geplaatst dat we gebeurtenissen over een groot deel van de hemel kunnen detecteren en lokaliseren", zegt Israel Martinez, onderzoekswetenschapper en BurstCube-teamlid aan de Universiteit van Maryland, College Park en Goddard.

"Onze huidige gammastralingsmissies kunnen op elk moment slechts ongeveer 70% van de hemel zien omdat de aarde hun zicht blokkeert. Het vergroten van onze dekking met satellieten zoals BurstCube vergroot de kans dat we meer uitbarstingen zullen opvangen die samenvallen met zwaartekrachtgolfdetecties." P>

Het hoofdinstrument van BurstCube detecteert gammastraling met energieën variërend van 50.000 tot 1 miljoen elektronvolt. (Ter vergelijking:zichtbaar licht ligt tussen de 2 en 3 elektronvolt.)

Wanneer gammastraling een van de vier BurstCube-detectoren binnendringt, stuit hij op een cesiumjodidelaag, een scintillator genaamd, die deze omzet in zichtbaar licht. Het licht komt vervolgens een andere laag binnen, een reeks van 116 siliciumfotomultipliers, die het omzet in een puls van elektronen, wat BurstCube meet. Voor elke gammastraal ziet het team één puls in de instrumentuitlezing die de precieze aankomsttijd en energie aangeeft. De schuine detectoren informeren het team over de algemene richting van het evenement.

BurstCube behoort tot een klasse ruimtevaartuigen genaamd CubeSats. Deze kleine satellieten zijn verkrijgbaar in een reeks standaardafmetingen, gebaseerd op een kubus met een doorsnede van 10 centimeter (3,9 inch). CubeSats bieden kosteneffectieve toegang tot de ruimte om baanbrekende wetenschap te faciliteren, nieuwe technologieën te testen en de volgende generatie wetenschappers en ingenieurs te helpen opleiden in missieontwikkeling, constructie en testen.

"We hebben veel onderdelen van BurstCube kunnen bestellen, zoals zonnepanelen en andere kant-en-klare componenten, die gestandaardiseerd worden voor CubeSats", zegt Julie Cox, een BurstCube-werktuigbouwkundig ingenieur bij Goddard. "Dat stelde ons in staat ons te concentreren op de nieuwe aspecten van de missie, zoals de in eigen huis gemaakte componenten en het instrument, dat zal demonstreren hoe een nieuwe generatie geminiaturiseerde gammastralingsdetectoren in de ruimte werkt."

BurstCube wordt geleid door NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. De BurstCube-samenwerking omvat de Universiteit van Alabama in Huntsville; de Universiteit van Maryland, College Park; de Universiteit van de Maagdeneilanden; de Universities Space Research Association in Washington; het Naval Research Laboratory in Washington; en het Marshall Space Flight Center van NASA in Huntsville.

Aangeboden door NASA's Goddard Space Flight Center