IXPE está a punto de enviarse a Florida en diciembre de 2021

El lanzamiento del observatorio Imaging X-Ray Polarimetry Explorer (IXPE) ahora tiene como objetivo el 13 de diciembre de 2021, a bordo de un cohete SpaceX Falcon 9 desde el Centro Espacial Kennedy en Florida. El Observatorio de Rayos X IXPE es la nave espacial más nueva del programa de Pequeños Exploradores Históricos (SMEX) de la NASA.

los Misión IXPE Fue seleccionado por primera vez como parte del programa Explorers en enero de 2017. La NASA otorgó al equipo IXPE $ 188 millones para la nave espacial y la misión, incluido el costo del vehículo de lanzamiento, las operaciones posteriores al lanzamiento y el análisis de datos. La nave espacial se utilizará para estudiar agujeros negros y otros misterios de rayos X cósmicos.

Construido por Bola aeroespacial En las instalaciones de Boulder, Colorado, la nave espacial IXPE se basa en el bus satelital Configurable Ball Platform (BCP) -100. El BCP-100 es una oferta de Ball Aerospace de un bus de satélite modular para operaciones de órbita terrestre baja (LEO). Recientemente, fue utilizado por la Misión de Infusión de Propelentes Verdes (GPIM) de la NASA para probar un nuevo tipo de combustible verde para operaciones espaciales.

IXPE no es el único observatorio espacial construido por Ball Aerospace. Ball fabricó el telescopio espacial Kepler, instrumentos para el telescopio espacial Hubble y Spitzer. Ball también hizo el Wide Field Infrared Survey Explorer (WISE), ahora llamado Near-Earth Orbit (NEO) WISE, que también es parte del programa Explorers.

Usando el portador de satélite BCP-100, el IXPE pesará un total de 325 kg. En el lanzamiento, la nave espacial tendrá 1,1 metros de diámetro y 5,2 metros de longitud cuando la nave espacial esté completamente extendida. La matriz solar será de 2,7 metros cuando esté completamente desplegada. IXPE tendrá una misión inicial de dos años mientras esté en órbita.

La nave espacial IXPE se divide en dos partes diferentes. La primera es la nave espacial principal con una matriz solar, control de posición y sistemas de comunicaciones. La segunda parte está unida a un brazo de carga útil desplegable con pantalla de rayos X y superficie de soporte del chasis del módulo del espejo principal (MMSS).

MMSS constará de tres telescopios separados basados ​​en espejos, con una distancia focal de cuatro metros. La distancia focal se logrará mediante el brazo desplegable. Los telescopios de rayos X vistos desde el espacio se centrarán en un detector de imágenes sensible a la polarización desarrollado en Italia. Los telescopios tendrán un rango de 2-8 keV, un campo de visión de 11 minutos de arco y una resolución angular de 30 segundos de arco. Los detectores de IXPE serán dos veces más sensibles que los de la misión Orbiting Solar Observatory (OSO) -8.

Usando estos tres telescopios, IXPE estudiará la polarización de los rayos X. La polarización de rayos X es un campo específico en la astronomía de rayos X que permite a los científicos estudiar la distribución de la materia, la rotación de los agujeros negros y más. IXPE es el primero de su tipo en estudiar rayos X polarizados de objetos extremos como estrellas de neutrones, agujeros negros estelares y supermasivos.

IXPE completó una revisión de diseño crítico (CDR) en julio de 2019. A partir de ahí, la nave espacial se sometió a construcción y ensamblaje. En septiembre de 2020, se entregó el ensamblaje modular Mirror (MMA) a Ball Aerospace en Boulder. Un mes después, se instaló MMA en la plataforma MMSS. En diciembre de 2020, el boom extensible se sometió a una prueba de proliferación.

A fines de enero de 2021, la nave espacial se completó y comenzaron las pruebas ambientales. En agosto de 2021, IXPE completó una prueba de vacío térmico de 21 días con la pluma extendida. A finales de agosto, el brazo se almacenó y se devolvió a la sala limpia.

Lo siguiente para IXPE es la finalización de todas las pruebas previas al lanzamiento. Pronto se entregará desde las instalaciones de Ball en Boulder al Centro Espacial Kennedy en Florida para su lanzamiento.

IXPE está actualmente configurado para lanzarse en el SpaceX Falcon 9, probablemente desde Complejo de Lanzamiento Histórico 39 A. En 2019, la NASA otorgó a SpaceX 50,3 millones de dólares por el lanzamiento de IXPE. IXPE fue diseñado originalmente para ser lanzado en el vehículo de lanzamiento aéreo Northrop Grumman Pegasus-XL, pero SpaceX terminó ganando el contrato de lanzamiento de IXPE.

Falcon 9 (B1059-5) lanzado desde el LC-39A con la misión NROL-108. (crédito: SpaceX)

Originalmente apuntado a mayo de 2021, se ha retrasado debido a la pandemia de COVID-19 hasta finales de 2021. Actualmente está programado para lanzarse a más tardar (NET) el 13 de diciembre de 2021.

El Falcon 9 IXPE se lanzará a una órbita circular de 590 km con un ángulo de inclinación de 0,2 grados. Además, debido al tamaño y peso del IXPE, puede realizar un aterrizaje de regreso al lanzamiento (RTLS) en el área de aterrizaje de Cabo Cañaveral 1 de SpaceX. Una vez separado del Falcon 9, expandirá su panel solar y su brazo de carga útil para comenzar su misión.

Exploradores برنامج

IXPE es el último de una larga lista de satélites en el mundo Exploradores برنامج. El programa Explorers comenzó en la década de 1950 como el programa del Ejército de los EE. UU. Para poner en órbita el primer satélite. El primer satélite estadounidense, Explorer-1, se lanzó a través de un cohete Juno-1 en enero de 1958, antes de que la NASA se hiciera cargo del programa cuando se estableció en octubre de 1958.

Con el tiempo, el programa ha evolucionado hasta convertirse en lo que es hoy. El programa ahora se divide en tres clases principales diferentes y una clase menor. Hay Exploradores de clase intermedia (MIDEX), SMEX (del cual IXPE es parte), Exploradores de clase de pregrado (UNEX) y Misión de oportunidad (MO).

Algunas de las misiones MO activas incluyen los dos monitores de gran angular de imágenes neutrales y atómicas (TWINS), un par de instrumentos en el USA-184 (NROL-22) y el USA-200 (NROL-28). Otra misión es el telescopio de rayos X del Explorador de composición interior de estrellas de neutrones (NICER) lanzado en la misión SpaceX CRS-11 a la Estación Espacial Internacional. La última misión de vuelo es la Misión Global de Observación de Extremidades y Disco (GOLD) a bordo de la nave espacial SES-14 construida por Airbus.

La nave espacial ES, que actualmente opera desde hace unos 24 años, es una de las misiones de más larga duración de la NASA. ACE se utiliza actualmente para estudiar partículas y campos magnéticos en el espacio. Hoy en día, junto con la nave espacial DSCOVR de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA), se usa actualmente para monitorear el clima espacial y se usa como una detección temprana de la actividad solar. El ACE permanecerá en funcionamiento hasta 2024, cuando se quedará sin combustible.

THEMIS es una misión que consta de cinco naves espaciales, tres en órbita terrestre empinada y dos en órbita lunar. Los dos en órbita lunar han sido rebautizados como ARTEMIS P1 y P2. THEMIS y ARTEMIS están trabajando en las sombras entre sí y con otras naves espaciales para ayudar a estudiar el Sol y su efecto en la magnetosfera de la Tierra. Su misión continuará hasta que todas las naves espaciales se queden sin combustible.

THEMIS en pruebas previas al lanzamiento. (crédito: NASA)

NEOWISE está operando actualmente en órbita síncrona con el sol en una misión para detectar objetos cercanos a la Tierra. En julio de 2021, su misión se extendió hasta junio de 2023. Una nave espacial futurista, NEO Surveyor, reemplazará a NEOWISE en el lanzamiento en 2026. Actualmente se encuentra en la fase B del desarrollo del programa.

El programa Explorer ofrece oportunidades para los campos de la heliofísica y las ciencias astrofísicas. El programa todavía tiene muchas tareas próximas para tareas futuras. Las próximas misiones SMEX después de IXPE son los polarómetros de consolidación coronales y heliosféricos (PUNCH) y los satélites de reconocimiento electrodinámico y reconexión en tándem (TRACERS). Ambos se lanzarán juntos en un vehículo de lanzamiento no personalizado en octubre de 2023. Los dos se encuentran actualmente en la Fase B y están en el proceso de finalizar el diseño y la tecnología.

En 2024, se lanzarán varias misiones de exploración, incluido el espectrofotómetro de la historia del universo, la era de reionización y el explorador de hielo (SPHEREx), así como la misión del experimento espacial del radiointerferómetro solar (SunRISE). SPHEREx se encuentra actualmente en la Fase C, lo que significa que ahora se encuentra en la fase final de diseño y fabricación; Se lanzará en septiembre de 2024 a bordo de un Falcon 9 desde la Base de la Fuerza Espacial Vandenberg.

SunRISE acaba de entrar en la fase B de su desarrollo en septiembre de 2021. Las seis naves espaciales lanzarán un satélite Maxar a la órbita geoestacionaria, actualmente previsto para algún tiempo entre abril de 2024 y septiembre de 2025.

(crédito de la imagen principal: NASA)