На этом изображении, полученном 8 июня 2018 года, показан аппарат НАСА NICER (Исследователь внутреннего состава нейтронных звезд) на Международной космической станции, где он изучает нейтронные звезды и другие источники рентгеновского излучения. NICER размером со стиральную машину. Солнцезащитные козырьки концентраторов рентгеновского излучения видны как массив круглых элементов. Кредит: НАСА
НАСА планирует отремонтировать NICER (Исследователь внутреннего состава нейтронной звезды), рентгеновский телескоп на Международной космической станции, во время выхода в открытый космос позднее в этом году. Это будет четвертая научная обсерватория на орбите, обслуживаемая астронавтами.
В мае 2023 года ученые обнаружили, что у NICER возникла «утечка света». Нежелательный солнечный свет проникал в прибор и достигал чувствительных детекторов телескопа. Хотя команда приняла немедленные меры по смягчению воздействия на наблюдения, они также начали думать о возможном ремонте.
«Солнечный свет мешает способности NICER собирать достоверные рентгеновские измерения в дневное время станции», — сказал Завен Арзуманян, научный руководитель NICER в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. «Ночные наблюдения не затронуты, и телескоп продолжает производить невероятные научные результаты. С момента начала миссии NICER использовался в сотнях опубликованных статей. Блокирование части просачивающегося света позволило бы нам вернуться к более нормальной круглосуточной работе».
Арзуманян представил усилия по решению этой проблемы во время выступления в пятницу, 12 апреля, на 21-м заседании Отделения астрофизики высоких энергий Американского астрономического общества в Хорсшу-Бэй, штат Техас.
NICER расположен рядом с внутренними солнечными батареями правого борта станции. С этого места он смотрит на рентгеновское небо, собирая данные о многих космических явлениях, таких как регулярные импульсы от сверхплотных остатков звезд, называемых нейтронными звездами, и «световое эхо» от пылающих черных дыр.
Наблюдение за этими объектами помогает ответить на вопросы об их природе и поведении и расширяет наше понимание материи и гравитации. В 2017 году NICER также продемонстрировал использование пульсирующих нейтронных звезд в нашей галактике в качестве навигационных маяков для будущих исследований дальнего космоса в рамках программы SEXTANT (Station Explorer для рентгеновских технологий синхронизации и навигации).
Телескоп имеет 56 алюминиевых концентраторов рентгеновского излучения. Каждый концентратор имеет набор вложенных друг в друга зеркал, предназначенных для пропуска рентгеновских лучей в детектор. Перед концентратором находится тонкий фильтр, называемый термоэкраном, который блокирует солнечный свет. Концентратор увенчан полым круглым куском углеродного композита, называемым солнцезащитным козырьком, с шестью сегментами, напоминающими нарезанный пирог. Солнцезащитный козырек предназначен для охлаждения концентраторов при солнечном свете и защиты хрупких тепловых экранов. После того, как возникла утечка света, на фотографиях было обнаружено несколько небольших участков повреждений на некоторых щитах, хотя что их вызвало, до сих пор неясно.
«Мы проектировали NICER не для обслуживания миссий. Он был установлен роботизированно, и мы управляем им с земли», — сказал Кейт Гендро, главный исследователь NICER в Годдарде. «Возможность ремонта была захватывающей задачей. Мы рассматривали как выход в открытый космос, так и роботизированные решения, пытаясь понять, как установить патчи, используя то, что уже присутствует на телескопе и в наборах инструментов космической станции».
После многих месяцев размышлений выход в открытый космос был выбран в качестве пути вперед. Космический телескоп НАСА «Хаббл» и «Максимальная солнечная миссия», а также AMS (альфа-магнитный спектрометр, также находящийся на станции) — единственные научные обсерватории, отремонтированные астронавтами на орбите.
Решение NICER является простым. Пять клиньев в форме круга войдут в солнцезащитные козырьки над местами с наибольшим повреждением и зафиксируются на месте. Патчи предназначены для использования существующего оборудования космонавтов, называемого инструментом с Т-образной рукояткой.
«Хотя мы усердно работали над тем, чтобы заплатки были простыми с механической точки зрения, большинство ремонтных работ в космосе очень сложны», — сказал Стив Кеньон, руководитель отдела механики NICER в Годдарде. «Мы проводим испытания, чтобы подтвердить, что ремонтные работы будут одновременно эффективным решением проблемы утечки света NICER и абсолютно безопасными для астронавтов, находящихся в открытом космосе, и на космической станции».
В настоящее время патчи планируется отправить на космическую станцию на борту 21-й коммерческой миссии по снабжению компании Northrop Grumman позднее в этом году. Астронавты завершат установку во время выхода в открытый космос, а также выполнят другие задачи.
NICER — это астрофизическая миссия возможностей в рамках программы исследователей НАСА, которая предоставляет возможности частых полетов для научных исследований мирового уровня из космоса с использованием инновационных, оптимизированных и эффективных подходов к управлению в области гелиофизики и астрофизики. Управление космических технологий НАСА поддерживает компонент миссии SEXTANT, демонстрируя навигацию космических кораблей на основе пульсаров.
NICER также сотрудничает в автоматизированном тандеме с экспериментом JAXA (Японского агентства аэрокосмических исследований) MAXI (Монитор рентгеновского изображения всего неба) для быстрого наблюдения за звездами и другими объектами, которые вспыхивают непредсказуемо, продвигая научное понимание нашей динамической Вселенной.
Информация от: Центром космических полетов имени Годдарда НАСА.
