NASA’nın ComPair gama ışını avlama görevi balon uçuşuna hazırlanıyor

Mühendisler ve bilim adamları, NASA’nın 2023 sonbahar balon kampanyasının başlarında planlanan Ağustos uçuşundan önce, NASA’nın ComPair cihazını New Mexico’daki Fort Sumner’a gönderdiler.

ComPair’in amacı, ışığın en yüksek enerjili formu olan gama ışınlarını incelemek için yeni teknolojileri test etmektir. NASA’nın Greenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezinde toplandı ve test edildi.

Cihazın Goddard’daki baş araştırmacısı Carolyn Kierans, “ComPair ile hedeflediğimiz gama ışını enerji aralığı, mevcut gözlemevleri tarafından yeterince kapsanmıyor” dedi. “Başarılı bir balon test uçuşunun ardından, teknolojilerin gelecekteki versiyonlarının uzay tabanlı görevlerde kullanılmasını umuyoruz.”

ComPair, 200.000 ile 20 milyon elektron volt arasında enerjiye sahip gama ışınlarını algılamak için tasarlanmıştır. (Karşılaştırma için, görünür ışığın enerjisi 2 ila 3 elektron volttur.) Evrendeki en güçlü patlamalar olan süpernova ve gama ışını patlamaları, süper kütleli kara deliklerden güç alan en büyük ve uzak aktif galaksiler gibi, bu aralıkta en parlak şekilde parlar. Bilim adamları bunu biliyorlar çünkü NASA’nın daha yüksek enerjili gama ışınlarını gözlemleyen Fermi Gama-ışını Uzay Teleskobu ile bu galaksilerin yaydığı ışığın bir kısmını görüyorlar.

ComPair, adını gama ışınlarını tespit edip ölçtüğü iki yoldan alır: Compton saçılması ve çift üretimi. Compton saçılması, ışık bir elektron gibi bir parçacığa çarptığında ve ona bir miktar enerji aktardığında meydana gelir. Çift üretimi, bir gama ışını bir atomun çekirdeğini sıyırdığında gerçekleşir. Etkileşim, gama ışınını bir çift parçacığa, bir elektrona ve onun antimadde muadili olan bir pozitrona dönüştürür.

ComPair cihazının dört ana bileşeni vardır:

• Gelen gama ışınlarının konumlarını belirleyen 10 katmanlı silikon dedektör içeren bir izleyici
• Düşük enerjili Compton saçılan gama ışınlarını hassas bir şekilde ölçen yüksek çözünürlüklü bir kalorimetre
• Elektron-pozitron çiftlerinin daha yüksek enerjilerini ölçen başka bir kalorimetre
• Kozmik ışınlar adı verilen yüksek enerjili yüklü parçacıkların girişini not eden ve ComPair’in diğer araçlarının bunları görmezden gelmesine izin veren bir çakışma önleme detektörü

Görev ekibi tüm bileşenleri bir araya getirdi ve balon irtifalarında nasıl çalışacaklarını değerlendirmek için Goddard’daki büyük bir termal vakum odasında test etti. Bir sonraki adım, aleti uçurmaktır. Uçuş, ComPair’i yaklaşık 133.000 fit (40.000 metre) yüksekliğe veya ticari bir uçağın seyir irtifasının yaklaşık dört katına taşıyacak.

ComPair, NASA’nın yıllık Fort Sumner balon kampanyası sırasında uçacak olan birincil balon yüklerinden biriyle sırtına binecek. NASA’nın bilimsel balonları, astrofizik, heliofizik ve atmosferik araştırma gibi alanlarda bilimsel araştırmalar ve teknoloji olgunlaşması yapmak için yakın uzaya sık, düşük maliyetli erişim ve mühendislik ve bilimde yeni nesil liderler için eğitim sunar.

ComPair, Goddard, Washington’daki Donanma Araştırma Laboratuvarı, Upton, New York’taki Brookhaven Ulusal Laboratuvarı ve New Mexico’daki Los Alamos Ulusal Laboratuvarı arasındaki bir işbirliğidir.