NuSTAR – družice k výzkumu černých děr

V NASA vrcholí přípravy na vypuštění astronomické družice s názvem NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array), jejímž úkolem bude mj. pátrat po „neviditelných“ černých dírách. Start je naplánován na 14. června 2012 z atolu Kwajalein (Marshall Islands). Vypuštění na oběžnou dráhu kolem Země zajistí společnost Orbital Sciences Corporation prostřednictvím rakety Pegasus, která bude při startu upevněna pod trupem letounu L-1011 „Stargazer“.

Letoun vystoupá pomocí vlastních motorů do výšky zhruba 12 km, kde dojde k uvolnění rakety a k zážehu jejích motorů. Raketa dopraví družici o hmotnosti 360 kg na dráhu kolem Země ve výšce 550 až 600 km nad zemským povrchem, se sklonem 6° k rovníku. NuSTAR je malá družice vyrobená pod vedením California Institute of Technology, Pasadena a NASA, Jet Propulsion Laboratory, Pasadena.

Družice bude pozorovat většinu z nejteplejších, nejhustějších a nejenergetičtějších objektů ve vesmíru včetně černých děr, jejich vysokorychlostní výtrysky částic, mimořádně husté neutronové hvězdy, pozůstatky po výbuchu supernov, ale také například Slunce. Pozorování bude provádět v oboru rentgenového záření o vysokých energiích (5 až 80 keV), s mnohem vyšší citlivostí a rozlišením než kterékoliv jiné doposud vypuštěné družice. Mezi několika hlavními úkoly družice NuSTAR bude rozluštit hádanku, jak se superhmotné černé díry a galaxie společně vyvíjely v průběhu věků.

Výsledky pozorování družice NuSTAR by měly poskytnout odpovědi na některé základní otázky: Jaké je prostorové rozložení černých děr ve vesmíru? Jak byly těžké chemické prvky vytvořeny při explozích velmi hmotných hvězd? Co je zdrojem energie mimořádně aktivních galaxií?

Na oběžnou dráhu bude družice dopravena ve složeném stavu. Následně se rozloží nosný stožár z délky 45 cm ve složeném stavu na pracovní délku 10 m, na jehož jednom konci je umístěn modul s optikou (na obrázku vpravo), v levé části jsou pak v ohniskové rovině umístěny detektory rentgenového záření. Při oběhu kolem Země bude stožár vystaven tepelnému namáhání a bude se prodlužovat (při oběhu nad denní polokoulí) a smršťovat (nad polokouli noční), čímž se budou detektory dostávat mimo ohniskovou rovinu. Aby se tak nestalo, je družice vybavena soustavou tří laserových čidel, která budou velmi přesně měřit vzdálenost optiky od ohniskové roviny a případné odchylky korigovat. Tento korekční systém bude schopen udržovat vzdálenost mezi optickým modulem a detektory záření s přesností na 1/10 tloušťky lidského vlasu.

Družice NuSTAR je vybavena dvěma identickými optickými moduly za účelem zvýšení citlivosti. Potřebnou energii bude družici dodávat panel slunečních článků.

Zdroj: http://www.nasa.gov/mission_pages/nustar/news/nustar20120524.html a http://epo.sonoma.edu/nustar/

autor: František Martinek