Den 14 mars kommer NASA att lansera Nuclear Spectroscopic Telescope Array eller NuSTAR. Detta är första gången ett teleskop kommer att fokusera på högenergiröntgenstrålar, vilket effektivt öppnar upp himlen för mer känsliga studier. Teleskopet kommer att rikta in sig på svarta hål, supernovaexplosioner och kommer att studera de mest extrema aktiva galaxerna. NuSTARs användning av högenergiröntgenstrålar har en extra bonus: den kommer att kunna fånga och komponera de mest detaljerade bilderna som någonsin tagits i denna ände av det elektromagnetiska spektrumet.
NuSTARs ögon är två Wolter-I optiska enheter; en gång i omloppsbana kommer var och en att 'titta' på samma fläck av himlen. Wolter-I-spegeln fungerar genom att reflektera en röntgenstråle två gånger, en gång från en övre spegel formad som en parabel och igen från en nedre spegel formad som en hyperbel. Speglarna är nästan parallella med den inkommande röntgenstrålningens riktning och reflekterar det mesta av röntgenstrålningen istället för att absorbera den, men den lilla vinkeln tillåter en mycket liten uppsamlingsyta per yta. För att få en fullständig bild kapslas speglar av varierande storlek ihop.
Tekniker arbetar på NuSTAR denna månad på Orbital Science Corporation i Dulles, Virginia. Bildkredit: NASA/JPL-Caltech/Orbital
Var och en av NuSTARs ögon, varje enhet, är gjorda av 133 koncentriska skal av speglar formade av flexibelt glas som det som finns på bärbara datorskärmar. Detta är en förbättring jämfört med tidigare uppdrag som Chandra och XMM-Newton som båda använde högdensitetsmaterial som platina, iridium och guld som spegelbeläggningar. Dessa material uppnår stor reflektionsförmåga för lågenergiröntgenstrålar men kan inte fånga högenergiröntgenstrålar.
Precis som mänskliga ögon är NuSTARs optiska enheter samjusterade för att ge teleskopet ett bredare synfält och möjliggöra tagning av känsligare bilder. Dessa bilder kommer att göras till detaljerade kompositer av forskare på plats.
Liksom mänskliga ögon måste NuSTARs optiska enheter vara på avstånd från varandra eftersom röntgenteleskop kräver långa brännvidder. Optiken måste med andra ord vara åtskilda med flera meter från detektorerna. NuSTAR gör detta med en 33 fot (10 meter) lång mast eller bom mellan enheterna.
Tidigare röntgenuppdrag har tagit emot dessa långa brännvidder genom att skjuta upp fullt utplacerade observatorier på stora raketer. NuSTAR kommer inte. Den har en unik utplacerbar mast som kommer att sträckas ut när nyttolasten är i omloppsbana. Detta möjliggör en uppskjutning på den lilla Pegasus-raketen. Outvecklat mäter teleskopet bara 2 meter i längd och en meter i diameter.
Under sitt tvååriga primära uppdrag kommer NuSTAR att kartlägga den himmelska himlen med fokus på svarta hål, supernovarester och partikelstrålar som färdas nära ljusets hastighet. Den kommer också att titta på solen. Observationer av mikroflammor kan förklara temperaturen på solens korona. Den kommer också att söka igenom solen efter bevis på en hypotes om mörk materia partikel för att testa en teori om mörk materia.
NuSTARs mast. Bildkredit: NASA/JPL-Caltech/Orbital
'NuSTAR kommer att ge en oöverträffad förmåga att upptäcka och studera några av de mest exotiska objekten i universum, från liken av exploderade stjärnor i Vintergatan till supermassiva svarta hål som finns i hjärtan av avlägsna galaxer', säger Lou Kaluzienski, NuSTAR-programmet forskare vid NASA:s högkvarter i Washington.
Teleskopet skickades från Orbital Sciences Corporation i Dulles, Virginia till Vandenberg Air Force Base i Kalifornien den 27 januari. Där kommer det att paras ihop med sin Pegasus bärraket den 17 februari. Det kommer att lanseras underifrån L-1011 'Stargazer' flygplan den 14 mars efter att ha lyft nära ekvatorn från Kwajalein-atollen i Stilla havet.
Källa: NASA
En Pegasus-raket avfyras underifrån ett L-1011 'Stargazer'-flygplan, precis som NuSTAR kommer att göra i mars. Bildkredit: NASA/JPL-Caltech/Orbital