BeppoSAX fue un satélite italo-holandés para la astronomía de rayos X que desempeñó un papel crucial en la resolución del origen de los estallidos de rayos gamma (GRB), los eventos más energéticos conocidos en el universo. Fue la primera misión de rayos X capaz de observar simultáneamente objetivos a lo largo de más de 3 décadas de energía, desde 0,1 a 300 kiloelectronvoltios (keV) con un área relativamente grande, buena (para la época) resolución energética y capacidades de imagen (con una resolución espacial de 1 minuto de arco entre 0,1 y 10 keV). BeppoSAX fue un importante programa de la Agencia Espacial Italiana (ASI) con la participación de la Agencia Holandesa para Programas Aeroespaciales (NIVR). El contratista principal para el segmento espacial fue Alenia, mientras que Nuova Telespazio lideró el desarrollo del segmento terrestre . La mayoría de los instrumentos científicos fueron desarrollados por el Consejo Nacional de Investigación de Italia (CNR), mientras que las cámaras de campo amplio fueron desarrolladas por el Instituto Holandés de Investigación Espacial (SRON) y el LECS fue desarrollado por la división de astrofísica de la instalación ESTEC de la Agencia Espacial Europea . [2]
BeppoSAX recibe su nombre en honor al físico italiano Giuseppe "Beppo" Occhialini . SAX significa "Satélite para Astronomía a rayos X" o "Satélite para Astronomía de rayos X". [2]
Las observaciones de rayos X no pueden realizarse desde telescopios terrestres, ya que la atmósfera de la Tierra bloquea la mayor parte de la radiación entrante. Uno de los principales logros de BeppoSAX fue la identificación de numerosos estallidos de rayos gamma con objetos extragalácticos. [3]
El 30 de abril de 1996, un Atlas-Centaur lo lanzó a una órbita terrestre baja de baja inclinación (<4 grados). La vida útil prevista de dos años se prolongó hasta el 30 de abril de 2002, debido al gran interés científico que suscitó la misión y a que su estado técnico seguía siendo bueno. Después de esa fecha, la órbita comenzó a deteriorarse rápidamente y varios subsistemas empezaron a fallar, por lo que ya no merecía la pena realizar observaciones científicas. [4] [5]
El 29 de abril de 2003, el satélite terminó su vida cayendo al Océano Pacífico. [6]
BeppoSAX era un satélite estabilizado en tres ejes, con una precisión de apuntamiento de 1'. La principal limitación de actitud se derivaba de la necesidad de mantener la normal a los paneles solares dentro de los 30° desde el Sol, con excursiones ocasionales a 45° para algunas observaciones de WFC. Debido a la baja órbita, el satélite estaba a la vista de la estación terrestre de Malindi solo durante una fracción limitada del tiempo. Los datos se almacenaban a bordo en una unidad de cinta con una capacidad de 450 Mbits y se transmitían a tierra en cada órbita durante el paso por la estación. La velocidad media de datos disponible para los instrumentos era de unos 60 kbit/s, pero se pueden mantener velocidades pico de hasta 100 kbit/s para parte de cada órbita. Con los paneles solares cerrados, la nave espacial tenía 3,6 m de altura y 2,7 m de diámetro. La masa total asciende a 1400 kg, con una carga útil de 480 kg. [2]
La estructura del satélite constaba de tres subconjuntos funcionales básicos:
Los subsistemas principales del satélite son:
BeppoSAX contenía cinco instrumentos científicos:
Los primeros cuatro instrumentos (a menudo llamados instrumentos de campo estrecho o NFI) apuntan a la misma dirección y permiten observaciones de un objeto en una amplia banda de energía de 0,1 a 300 keV (16 a 48.000 attojulios (aJ)).
El WFC contenía dos cámaras de apertura codificada que operaban en el rango de 2 a 30 keV (320 a 4.800 aJ) y cada una cubría una región de 40 x 40 grados (20 por 20 grados de ancho completo a la mitad del máximo) en el cielo. El WFC se complementaba con el blindaje del PDS que tenía una vista (casi) de todo el cielo en la banda de 100 a 600 keV (16.000 a 96.000 aJ), ideal para detectar estallidos de rayos gamma (GRB). [8]
El blindaje del PDS tiene una resolución angular deficiente. En teoría, después de ver un GRB en el PDS, la posición se afinaba primero con el WFC. Sin embargo, debido a los numerosos picos en el PDS, en la práctica se encontró un GRB utilizando el WFC, a menudo corroborado por una señal BATSE . La posición con una precisión de minuto de arco , dependiendo de la relación señal/ruido del estallido, se encontró utilizando la imagen WFC deconvolucionada. Las coordenadas se enviaron rápidamente como una Circular de la Red de Coordenadas de Estallidos de Rayos Gamma y de la Unión Astronómica Internacional (IAU). Después de esto, las observaciones de seguimiento inmediatas con el NFI y los observatorios ópticos de todo el mundo permitieron un posicionamiento preciso del GRB y observaciones detalladas del resplandor de rayos X, óptico y de radio.
El MECS contenía tres contadores proporcionales de centelleo de gas idénticos que operaban en el rango de 1,3 a 10 keV (208 a 1602 aJ). [9] El 6 de mayo de 1997, una de las tres unidades MECS idénticas se perdió cuando se produjo una falla en la fuente de alimentación de alto voltaje. [5]
El LECS era similar a las unidades MECS, excepto que tenía una ventana más delgada que permite que los fotones con energías más bajas, hasta 0,1 keV (16 aJ), pasen a través de ella y funcionaba en un modo "sin deriva", que es necesario para detectar los rayos X de energía más baja, ya que se perderían en el régimen de campo bajo cerca de la ventana de entrada de un GSPC convencional. Los datos LECS por encima de los 4 keV (641 aJ) no se pueden utilizar debido a problemas de calibración probablemente causados por el diseño sin deriva. El LECS y el MECS tenían capacidad de generación de imágenes, mientras que los instrumentos de campo estrecho de alta energía no tenían capacidad de generación de imágenes. [10]
El HPGSPC también era un contador proporcional de centelleo de gas que operaba a alta presión (5 atmósferas). Alta presión equivale a alta densidad, y un material denso que detiene los fotones permitía la detección de fotones de hasta 120 keV (19 000 aJ). [11]
El PDS era un detector de centelleo de cristal ( yoduro de sodio / yoduro de cesio ) capaz de absorber fotones de hasta 300 keV (48.000 aJ). La resolución espectral del PDS era bastante modesta en comparación con los detectores de gas, pero la baja tasa de conteo de fondo resultante de la órbita de baja inclinación de BeppoSAX y las buenas capacidades de rechazo de fondo significaron que el PDS sigue siendo uno de los instrumentos de alta energía más sensibles que se han volado. [12]
