钱德拉太空望远

时间：2020-09-21 15:34:55　来源：柠檬阅读网本文已影响人

　钱德拉太空望远镜

　引言美国航空航天局的钱德拉X射线天文台，这是由哥伦比亚号航天飞机发射和部署?1999年7月23日，是最先进的X射线天文台建立。钱德拉被设计来观察X射线从高能量的区域的宇宙, 是迄今为止人类建造的最为先进、也最为复杂的太空望远镜，被誉为“X射线领域内的哈勃”。

　摘要钱德拉X射线太空望远镜是为了观察来自宇宙最热的区域的X射线而设计的，先进的成像系统ACIS，由两个额外的科学仪器提供的X-射线的的能量，LETG和HETG光谱仪的详细信息，以及望远镜的操作和任务数据。

　主要内容

　钱德拉望远镜是美国航宇局NASA“大天文台”系列空间天文观测卫星中的第三颗。该系列共由4颗卫星组成，其中康普顿(Compton)伽马射线观测台和哈勃太空望远镜(HST)已分别在1990和1991年发射升空，另一颗卫星称为太空红外望远镜设施(SIRTF)，也就是斯皮策太空望远镜，于2003年发射成功。

　　在轨道上运行的光学望远镜哈勃太空望远镜观测可见光，而在另一轨道上的“钱德拉”则捕捉X射线。钱德拉X射线太空望远镜是为了观察来自宇宙最热的区域的X射线而设计的。与可见光的光子相比，X射线更具能量，而且就像子弹一样能够穿透光学望远镜所使用的抛物面镜。但是当它掠过镜子表面的时候就会像子弹一样改变方向。为此，钱德拉X射线太空望远镜有4副镜子(4个抛物面镜，4个双曲面镜)，这些镜子像“漏斗”一样把X光集中到高性质照相机内。镜子的制作精度达到了空前的高度：光学系统的两端间的距离是2.7米，误差为1.3×10-6米(一根头发丝的1/5)。钱德拉X射线太空望远镜上面的仪器在测量X射线的能量的同时还能够担出高清晰度的照片。另外，瞄准系统的精度也非常高，能够瞄准1公里以外的鸡蛋大小的物体，误差为3毫米。

　　钱德拉望远镜的造价高达15.5亿美元之巨，加上航天飞机发射和在轨运行费用，项目总成本高达28亿美元。它是迄今为止人类建造的最为先进、也最为复杂的太空望远镜，被誉为“X射线领域内的哈勃”。

　在此之前，人类曾发射过小一些的X射线望远镜。与它们相比，钱德拉的灵敏度要高出20～50倍。除分辨率高外，它还具有集光能力强和成像的能量范围广等特点，并能精确地把光谱分解成不同的能量成分。它所获得的高能X射线数据将弥补康普顿和哈勃两颗天文观测卫星在电磁频谱的其它区域中获得的数据，加深人类对黑洞、碰撞星系和超新星遗迹的了解。

　钱德拉项目的主要参与组织

　钱德拉已经开始在空间探索的热点动荡地区的25倍，比以前的X射线图像更清晰的图像。下面的例子说明了如何钱德拉可以使天文学家研究密集的中部地区的星系的超大质量黑洞喷出的物质喷流的过程。

　钱德拉灵敏度的提高可以使可能的黑洞，超新星和暗物质的更详细的研究和提高我们的认识的起源，演化和宇宙的命运。

　钱德拉X射线天文台的镜子4个科学仪器，捕捉和探测X射线天文数字的来源。传入的X-射线聚焦反射镜焦平面上的一个小点（作为一个人的头发丝一样宽的一半左右），约30英尺远的地方。焦平面科学仪器，ACIS和HRC，是很相配的，由反射镜组成的捕捉到清晰的图像，并提供信息传入的X-射线的数量，位置，能量和时间的到来。

　ACIS：两个额外的科学仪器提供的X-射线的的能量，LETG和HETG光谱仪的详细信息。这些是可翻转到路径的X-射线的后面的反射镜，在那里他们重定向（衍射）的X射线，根据它们的能量的光栅阵列。透视位置测量由HRC或者ACIS，所以可确定确切的能量。科学仪器记录和分析天体的X射线图像的互补能力，以前所未有的精度和探索自己的身体状况。

　高分辨率摄像头（HRC）是两件法器钱德拉检测装配的8个镜面反射的X-射线，它的重点之一。（HRC）干势均力敌的比赛，它的成像能力的反射镜的聚焦能力的独特功能。当使用与钱德拉镜像，（HRC）可以使图像显示的小细节，一个半弧秒。这相当于在报纸上读到的能力，在半英里（0.8公里）的距离。

　（HRC）

　（HRC）的主要组成部分是两个微通道板（MCP）。他们每个人都包括有10厘米（4英寸6900万微小的氧化铅玻管，直径约10微米（1/8的人的头发丝的厚度）和1.2毫米（1/20）的平方集群英寸）长。管有一个特殊的涂层，使得电子被释放时，管是由X-射线击中。这些电子被加速管由一个高电压，释放出更多的电子，因为他们弹开管的两侧。离开的时候，他们管末端，他们创造了一个三千万电子云。甲越过导线栅网检测该电子信号，并允许以高精度确定的位置的原来的透视。有了这些信息，天文学家的宇宙X射线源可以构建一个非常详细的地图。（HRC）是特别有用的成像热爆明星的残余物质，在遥远的星系和星系团，并确定非常微弱的来源。

　先进的CCD成像光谱仪（ACIS）

　钱德拉的先进CCD成像光谱仪（ACIS）是两个焦平面工具之一。正如它的名字所暗示的，该仪器是一个数组的电荷耦合器件（CCD），这是粗CCD在摄像机使用的先进的版本。此仪器是特别有用的，因为它可以使透视图像，并在相同的时间，测量每个传入透视的能量。因此，科学家可以使对象只使用由单一的化学元素产生的X-射线的照片，这样比较（例如）在光氧离子的霓虹灯或铁离子产生的超新星遗迹的外观。这是研究的X射线源，如巨大的热气体云在星际空间中，超新星爆炸留下的云之间或化学变化的温度变化;的首选工具。

　高解析度的光谱 - HETGS和LETGS

　有两台仪器船上钱德拉高分辨率光谱的高能透射光栅光谱仪（HETGS）和低能透射光栅光谱仪（LETGS）。每个光谱仪挥舞着组装成的镜子后面的位置被激活。组件持有数百黄金透射光栅：当在后面的反射镜，光栅的地方拦截从反射镜反射的X-射线。

　透射光栅

　这些光栅改变他们的方向被拦截的X-射线衍射，的金额取决于灵敏的X射线能量，就像一个棱镜光分离成其组成部分的颜色。焦平面相机之一，要么HRC或ACIS，检测到的衍射的X射线的位置，能够精确地确定它的能量。（甲光栅是能够衍射，因为它有一个规则间隔的图案。例如，音乐CD作为一种类型的光栅的槽衍射，因而当光落在的CD上的光泽面，出彩虹效果看出。由于CD倾斜，通过不同的角度，不同的颜色映入眼帘。）

　光栅利用钱德拉的尖锐的镜面聚焦及配套编码器分辨率高分辨率?X射线光谱。由于光栅光谱仪可以测量能量精度的一个部分在一千，他们的研究中使用的详细的能量光谱，区分个别透视线。这使得温度，离子化，化学组合物以探讨。

　LETG

　LETG光栅是一个独立的黄金光栅制成的细金属丝或条规则的间距，或期间，为1μm。分别由两个不同的支撑结构，线性25.4μm和粗2毫米间距的三角网格，网格，细金线。格栅被安装在一个环形的环结构相匹配的钱德拉镜像。LETG光栅旨在涵盖0.08到2千电子伏特的能量范围。然而，他们的衍射也可以看到，在可见光，很漂亮，在上面的图片中右侧所示。

　光栅截面

　HETG光栅具有更精细的期间，在0.2μm或2000的高能量的光栅，和0.4μm的或4000?，中等能量光栅。为了区分它们，这两种类型的光栅是在略微不同的角度取向，使得所述X-射线衍射，在“X”图案在焦平面。由于黄金栅条的大小是小的波长的可见光，特殊的制造技术需要以使它们。光栅利用的金条是部分透明的，以X-射线的事实，即，使衍射是更有效的，并且更多的X-射线被捕获在高分辨率频谱。HETG的光栅被设计以覆盖0.4至10千电子伏的能量范围。

　操作

　SIM

　焦平面上的科学仪器模块（SIM）工具安装。SIM卡包含移动和科学仪器的焦平面热控，绝缘，以及电子控制航天器的通信，指挥和数据管理系统，通过科学仪器的操作机制。

　在马萨诸塞州的剑桥，从运行控制中心的控制命令传送的科学仪器。预先计划的上行钱德拉观测序列，并存储在车载计算机为以后的执行。

　由钱德拉观测收集的数据都存储在一个录音机在定期计划的深空网络接触后传输到地面每隔八个小时。然后将数据传输到喷气推进实验室，然后在钱德拉X射线中心（CXC）在Cambridge，MA进行处理和分析的科学家的操作控制。

　钱德拉任务数据

　钱德拉飞高于哈勃太空望远镜的200倍 - 超过1/3的方式来月亮！

　钱德拉X-射线可以观察到从如此巨大的气体云，它需要光500万年，从一个侧面向其他！

　1、钱德拉X-射线可以观察到从粒子到了最后一秒，才落入一个黑洞！！

　2、STS-93，部署钱德拉太空任务，是美国航天局的航天飞机飞行任务指挥女人。

　3、一些钱德拉观测到的类星体的光将已穿越时空，一十亿年。

　4、电力操作的钱德拉航天器和工具为2万千瓦，大约有吹风机的功率相同。