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    HaloSat ofrece mediciones de rayos X galácticos con un presupuesto reducido

    HaloSat. Crédito:Universidad de Iowa

    La investigación espacial es un negocio caro. Una vez que se propone un instrumento espacial, los investigadores quieren sacarle el máximo valor posible. El satélite propuesto crece rápidamente en instrumentos y capacidades. Costoso, Deben utilizarse componentes endurecidos por radiación. El gasto coloca las plataformas de instrumentos satelitales fuera del alcance de la mayoría de los presupuestos de investigación.

    Ingrese al CubeSat, los muebles planos de la industria espacial. Los CubeSats baratos y accesibles han democratizado la ciencia espacial. Pueden ser tan pequeños como un cubo de 10 cm y pesar menos de un kilogramo. Siendo pequeño y ligero, no pueden contener mucha instrumentación, por lo que los costos se mantienen bajos. Y, porque se colocan en órbita terrestre baja, tienen vidas relativamente cortas, por lo que no se necesitan componentes electrónicos endurecidos por radiación.

    Un observatorio de rayos X barato y alegre

    LaRocca y colegas, reportando en SPIE's Revista de telescopios astronómicos, Instrumentos y sistemas , han detallado el desarrollo de un CubeSat llamado HaloSat, diseñado para medir la emisión de rayos X de oxígeno de fuentes difusas, como el halo alrededor de la Vía Láctea. El satélite no genera imágenes pero cuenta los rayos X de una dirección específica y de una banda de energía elegida, con alguna resolución espacial.

    Para lograr eso, los investigadores utilizaron detectores de deriva de silicio, cuya salida se amplifica y se envía a una placa de procesamiento de señales. La electrónica a bordo puede almacenar rápidamente energía de rayos X y recuentos de los tres detectores. Los detectores en sí mismos no tienen óptica, lo cual es un problema porque los investigadores deben asegurarse de que los rayos X provengan de la fuente objetivo. Para resolver este problema, los detectores se colocaron bastante adentro del satélite con un tubo colimador que conducía al mundo exterior. Luego, se crean mapas burdos de emisiones de rayos X escaneando la orientación del satélite sobre el objetivo.

    Todo el instrumento científico pesa menos de 3 kg y consume aproximadamente 4 W. El sistema de control eleva el paquete hasta 12 kg, mientras que todo el satélite tiene aproximadamente el tamaño de un libro grueso.

    HaloSat se lanzó en 2018, y su misión se ha ampliado hasta mediados de 2020. Hasta aquí, ha mapeado las emisiones de rayos X de la Vía Láctea y la Nebulosa del Cangrejo. El espectrómetro de mapeo simple ha proporcionado datos sorprendentemente limpios, lo que permitirá algunos años de análisis y conocimientos.

    La carga útil científica de HaloSat está completamente contenida en un solo subconjunto de aluminio. Este subconjunto está montado dentro del recinto de carga útil del bus de la nave espacial. Crédito:Universidad de Iowa

    Vive rapido, morir joven

    HaloSat dejará de órbita antes de finales de 2020 debido al arrastre, por lo que la misión no puede extenderse mucho más. Tal limitación temporal es parte de la vida de un CubeSat:son la mosca de las naves espaciales. La pregunta no es si el satélite vivirá más tiempo, pero si se pueden obtener resultados científicos útiles con una misión tan corta. Los investigadores han demostrado lo afirmativo:de bajo costo, Las misiones de satélites de corta duración pueden ofrecer resultados útiles.

    Otro aspecto del CubeSat es la línea de tiempo de desarrollo. El dinero para HaloSat llegó en 2016. El instrumento se completó, integrado con el resto del satélite y lanzado a mediados de 2018. Esto es increíblemente rápido. Para poner el tiempo de desarrollo en perspectiva, el trabajo conceptual para la misión GRACE-FO (recuperación de la gravedad y experimento climático), que es una copia mejorada de la misión GRACE original, comenzó en 2012, y finalmente lanzado en 2018.

    Esta investigación también demuestra las limitaciones de CubeSats. HaloSat, como todos los CubeSats, puede hacer una cosa y solo por un tiempo relativamente corto. Si los investigadores tienen resultados que les gustaría seguir, entonces es poco probable que puedan hacer eso con el mismo satélite. Si los datos muestran que se requiere un tipo diferente de instrumento, los investigadores tendrán que esperar hasta que se lance un nuevo satélite. Esto destaca que, aunque los CubeSats hacen que el espacio sea más accesible, Los investigadores deben tener una misión muy bien planificada y enfocada para que tenga éxito. HaloSat demuestra cómo hacerlo.

    Como dicen los autores, "El rápido desarrollo, integración, y el calendario de lanzamiento de 2.5 años para CubeSats seguramente despertará más interés en el campo de la astrofísica como banco de pruebas para nuevas tecnologías y como plataforma para misiones específicas. HaloSat puede ser uno de los primeros CubeSats de astrofísica, Pero no será la última."


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