أساسي

📅 آخر تحديث: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 3 صور
الموسوعة الحرة
رسم متحرك لمسار مدار المركبة الفضائية INTEGRAL حول الأرض · INTEGRAL     

كان مختبر الفيزياء الفلكية الدولي لأشعة غاما ( INTEGRAL ) تلسكوبًا فضائيًا لرصد أشعة غاما ذات طاقات تصل إلى 8 ميغا إلكترون فولت. أطلقته وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) إلى مدار الأرض عام 2002، وهو مصمم لتوفير التصوير والتحليل الطيفي للمصادر الكونية. في نطاق طاقة الميغا إلكترون فولت، يُعدّ المرصد الأكثر حساسية لأشعة غاما في الفضاء. [ 3 ] وهو حساس للفوتونات ذات الطاقة الأعلى من أجهزة الأشعة السينية مثل NuSTAR ومرصد نيل جيريلز سويفت و XMM-Newton ، وأقل حساسية من أجهزة أشعة غاما الأخرى مثل Fermi و HESS .

تنبعث الفوتونات ضمن نطاق طاقة مرصد INTEGRAL من الجسيمات النسبية في المصادر العنيفة، والإشعاع الناتج عن النظائر غير المستقرة التي تُنتج أثناء عملية التخليق النووي ، والأنظمة الثنائية للأشعة السينية ، والظواهر الفلكية العابرة بجميع أنواعها، بما في ذلك انفجارات أشعة غاما . تتميز أجهزة المركبة الفضائية بمجالات رؤية واسعة للغاية ، وهو أمر مفيد بشكل خاص لرصد انبعاثات أشعة غاما من المصادر العابرة، حيث يمكنها مراقبة أجزاء كبيرة من السماء باستمرار.

كانت مهمة INTEGRAL تابعة لوكالة الفضاء الأوروبية، مع مساهمات إضافية من الدول الأعضاء الأوروبية، بما في ذلك إيطاليا وفرنسا وألمانيا وإسبانيا. وتشمل الجهات الشريكة في التعاون وكالة الفضاء الروسية ( IKI ) ووكالة ناسا .

من يونيو 2023 وحتى تقاعد المركبة الفضائية في عام 2025، تمكنت المركبة INTEGRAL من العمل على الرغم من فقدان محركاتها النفاثة من خلال استخدام عجلات التفاعل وضغط الإشعاع الشمسي . [ 4 ] [ 5 ]

مهمة

لا تستطيع الإشعاعات ذات الطاقة الأعلى من الضوء المرئي، كالأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية وأشعة غاما ، اختراق الغلاف الجوي للأرض، ولذا يجب إجراء عمليات الرصد المباشر من الفضاء. يُعدّ مرصد INTEGRAL منصةً لرصد الفضاء، حيث يمكن للعلماء اقتراح فترات رصد للمناطق المستهدفة التي يرغبون بها، وتُتاح البيانات للعموم بعد فترة احتكار تصل إلى عام واحد.

أُطلق مسبار INTEGRAL من قاعدة بايكونور الفضائية الروسية في كازاخستان . حقق الإطلاق عام 2002 على متن صاروخ بروتون- DM2 مدارًا بيضاويًا لمدة ثلاثة أيام، حيث بلغ أوج المدار حوالي 160,000  كيلومتر، وحضيضه أكثر من 2,000  كيلومتر، ما جعله في معظمه خارج نطاق أحزمة الإشعاع التي قد تؤدي إلى ارتفاع التشويش الناتج عن تنشيط الجسيمات المشحونة. تُدار المركبة الفضائية وأجهزتها من مركز عمليات الفضاء الأوروبي (ESOC) في دارمشتات ، ألمانيا، التابع لوكالة الفضاء الأوروبية، عبر محطات أرضية في بلجيكا ( ريدو ) وكاليفورنيا ( غولدستون ).

2015: كان استهلاك الوقود أقل بكثير من التوقعات. تجاوزت مركبة INTEGRAL عمرها الافتراضي المخطط له (سنتان + ثلاث سنوات) بكثير، ومن المقرر أن تدخل الغلاف الجوي للأرض في عام 2029 كنهاية نهائية لمهمتها. تم تعديل مدارها في يناير/فبراير 2015 لضمان دخولها الآمن (من جهة الجنوب) (بسبب الاضطرابات القمرية/الشمسية المتوقعة في عام 2029)، مستخدمةً نصف الوقود المتبقي آنذاك. [ 6 ] [ 7 ]

في يوليو 2020، دخلت المركبة الفضائية "إنتغرال" في وضع الأمان، وبدا أن المحركات النفاثة قد تعطلت. ومنذ ذلك الحين، تم تطوير واختبار خوارزميات بديلة لتوجيه وتفريغ عجلات رد الفعل . [ 8 ]

في سبتمبر 2021، تسبب خللٌ واحد في سلسلة من الأحداث التي أدخلت المركبة الفضائية "إنتغرال" في حالة دوران غير متحكم بها، وهو ما يُعتبر "خللاً حرجاً للمهمة". استخدم فريق العمليات عجلات رد الفعل لاستعادة التحكم في وضعية المركبة. [ 4 ] [ 5 ]

في مارس 2023، تم تمديد عمليات INTEGRAL العلمية حتى نهاية عام 2024، والتي ستتبعها مرحلة ما بعد العمليات لمدة عامين ومزيد من مراقبة المركبة الفضائية حتى عودتها المقدرة في فبراير 2029. [ 9 ]

وفي مارس 2023 أيضاً، تم اختبار وضع آمن جديد يعتمد على البرمجيات ويستخدم عجلات رد الفعل (بدلاً من المحركات النفاثة المعطلة). [ 10 ]

في 28 فبراير 2025، انتهت عمليات الرصد العلمي التي أجرتها المركبة الفضائية INTEGRAL رسميًا. [ 11 ]

مركبة فضائية

أدوات متكاملة

يُعدّ هيكل المركبة الفضائية ("وحدة الخدمة") نسخةً طبق الأصل من هيكل مرصد إكس إم إم نيوتن . وقد ساهم ذلك في توفير تكاليف التطوير وتبسيط عملية التكامل مع البنية التحتية والمرافق الأرضية. استلزم الأمر استخدام محوّل للتوافق مع مركبة الإطلاق المختلفة. وبفضل الأجهزة الأكثر كثافة المستخدمة لرصد أشعة غاما والأشعة السينية عالية الطاقة، تُعتبر مركبة INTEGRAL أثقل حمولة علمية أطلقتها وكالة الفضاء الأوروبية على الإطلاق.

يتكون الهيكل في معظمه من مواد مركبة. ويعتمد نظام الدفع على وقود أحادي من الهيدرازين ، يحتوي على 544 كيلوغرامًا من الوقود في أربعة خزانات مكشوفة. تم شحن خزانات التيتانيوم بالغاز إلى ضغط 24 بار (2.4 ميجا باسكال ) عند درجة حرارة 30 درجة مئوية، وهي مزودة بأغشية داخلية. يتم التحكم في وضعية المركبة عبر نظام تتبع النجوم ، ومستشعرات شمسية متعددة (ESM)، وعجلات متعددة للتحكم في الزخم . أما الألواح الشمسية المزدوجة، التي يبلغ طولها 16 مترًا عند نشرها وتنتج 2.4 كيلوواط عند بدء التشغيل، فهي مدعومة بمجموعتين من بطاريات النيكل والكادميوم .    

يتكون هيكل الجهاز ("وحدة الحمولة") أيضاً من مواد مركبة. تدعم قاعدة صلبة مجموعات الكاشف، بينما يحمل هيكل على شكل حرف H الأقنعة المشفرة على ارتفاع 4 أمتار تقريباً فوق كواشفها. يمكن بناء وحدة الحمولة واختبارها بشكل مستقل عن وحدة الخدمة، مما يقلل التكلفة.

كانت شركة ألينيا سبازيو (التي أصبحت الآن شركة تاليس ألينيا سبيس إيطاليا) هي المقاول الرئيسي للمركبة الفضائية.

الآلات الموسيقية

تُحاذى أربعة أجهزة ذات مجالات رؤية واسعة على هذه المنصة، لدراسة الأهداف عبر نطاق طاقة واسع يصل إلى ما يقارب ضعفَي حجمها (بينما تغطي أجهزة علم الفلك الأخرى في نطاق الأشعة السينية أو الضوء المرئي نطاقات أصغر بكثير، لا تتجاوز بضعة أضعاف). ويتم التصوير باستخدام أقنعة مشفرة تُسقط صورة ظلية على كاميرات مُبكسلة؛ وقد وفرت جامعة فالنسيا في إسبانيا أقنعة التنجستن.

يرصد جهاز التصوير INTEGRAL، المسمى IBIS (جهاز التصوير على متن قمر INTEGRAL الصناعي)، نطاق طاقة يتراوح بين 15 كيلو إلكترون فولت (الأشعة السينية الصلبة) و10 ميجا إلكترون فولت (أشعة جاما). تبلغ الدقة الزاوية 12 دقيقة قوسية، مما يُمكّن من تحديد موقع مصدر ساطع بدقة أفضل من دقيقة قوسية واحدة. يوجد قناع من بلاطات التنجستن المستطيلة، بأبعاد 95 × 95 ، على ارتفاع 3.2 متر فوق الكواشف. يتكون نظام الكاشف من سطح أمامي من بلاطات تيلوريد الكادميوم بأبعاد 128 × 128 (ISGRI - جهاز التصوير المتكامل لأشعة جاما اللينة)، مدعومًا بسطح خلفي من بلاطات يوديد السيزيوم بأبعاد 64 × 64 (PICsIT - تلسكوب يوديد السيزيوم المُجزأ). يتميز ISGRI بحساسية تصل إلى 1 ميجا إلكترون فولت، بينما يمتد نطاق PICsIT إلى 10 ميجا إلكترون فولت. كلاهما مُحاط بدروع واقية من التنجستن والرصاص. تم توفير نظام IBIS من قبل معاهد PI في روما/إيطاليا وباريس/فرنسا.

مبدأ تشغيل مبسط لقناع الفتحة المشفرة سداسي الشكل HURA المستخدم في SPI

المطياف الموجود على متن مركبة INTEGRAL هو SPI ، وهو مطياف INTEGRAL. صُمم وجُمع بواسطة وكالة الفضاء الفرنسية CNES ، بالتعاون مع معاهد PI في تولوز بفرنسا وغارشينغ بألمانيا. يرصد SPI الإشعاع بين 20 كيلو إلكترون فولت و8 ميغا إلكترون فولت. يحتوي على قناع مشفر من بلاطات التنجستن سداسية الشكل ، فوق سطح كاشف مكون من 19 بلورة من الجرمانيوم (مرتبة أيضًا بشكل سداسي). تتيح دقة الطاقة العالية البالغة 2 كيلو إلكترون فولت عند 1 ميغا إلكترون فولت فصل جميع خطوط أشعة غاما المحتملة. تُبرد بلورات الجرمانيوم بشكل فعال بواسطة نظام ميكانيكي من مبردات ستيرلينغ إلى حوالي 80 كلفن.

يستخدم كل من نظامي IBIS وSPI كواشف نشطة لرصد الجسيمات المشحونة التي تُسبب إشعاعًا خلفيًا ومنعها من الوصول إلى مصدر الإشعاع. يتكون نظام SPI ACS (درع منع التزامن) من كتل وميضية من مادة BGO تُحيط بالكاميرا وفتحة العدسة، حيث يرصد جميع الجسيمات المشحونة والفوتونات التي تتجاوز طاقتها 75 كيلو إلكترون فولت تقريبًا، والتي قد تصطدم بالجهاز من اتجاهات مختلفة عن اتجاه فتحة العدسة. وتعمل طبقة رقيقة من مادة وميضية بلاستيكية خلف بلاطات التنجستن ككاشف إضافي للجسيمات المشحونة داخل فتحة العدسة.

أثبتت المساحة الفعالة الكبيرة لجهاز ACS فائدتها كأداة مستقلة. وتغطيته الشاملة للسماء وحساسيته تجعله كاشفًا طبيعيًا لانفجارات أشعة غاما ، ومكونًا قيّمًا في شبكة IPN (الشبكة بين الكواكب).

توفر وحدات JEM-X المزدوجة معلومات إضافية عن المصادر في نطاق الأشعة السينية اللينة والصلبة، من 3 إلى 35 كيلو إلكترون فولت. وإلى جانب توسيع نطاق التغطية الطيفية، تصبح عملية التصوير أكثر دقة بفضل قصر الطول الموجي. تتكون الكواشف من مواد وميضية غازية ( زينون وميثان ) مرتبة في تخطيط ميكروستريب، أسفل قناع من البلاطات السداسية.

يتضمن جهاز INTEGRAL جهاز مراقبة بصرية ( OMC )، حساس من 500 إلى 580 نانومتر . وهو يعمل كأداة مساعدة في التأطير، ويمكنه رصد نشاط وحالة بعض الأهداف الأكثر سطوعًا، على سبيل المثال، كان مفيدًا في مراقبة ضوء المستعر الأعظم على مدى أشهر من SN2014J.

تتضمن المركبة الفضائية أيضًا جهازًا لمراقبة الإشعاع، وهو جهاز مراقبة البيئة الإشعاعية المتكاملة ( IREM )، لرصد الخلفية الإشعاعية المدارية لأغراض المعايرة. يحتوي جهاز IREM على قناتين، إحداهما للإلكترونات والأخرى للبروتونات، مع إمكانية استشعار الإشعاع حتى الأشعة الكونية . وفي حال تجاوزت الخلفية الإشعاعية عتبة محددة مسبقًا، يمكن لجهاز IREM إيقاف تشغيل الأجهزة.

النتائج العلمية

يساهم مرصد INTEGRAL في علم الفلك متعدد الوسائط، حيث يرصد أشعة جاما الناتجة عن أول اندماج لنجمين نيوترونيين تم رصده في موجات الجاذبية، ومن انفجار راديوي سريع . [ 12 ] [ 13 ]

بفضل حساسية جهاز IBIS العالية، أصبح من الممكن لأول مرة إجراء تحليل طيفي مفصل ومحدد زمنيًا لانفجار أشعة غاما بتدفق يتراوح بين 20 و200 كيلو إلكترون فولت، وذلك من خلال رصد انفجار أشعة غاما 030131 بواسطة مرصد INTEGRAL. [ 14 ]

بحلول عام 2025، تم نشر 2258 ورقة بحثية محكمة استفادت من بيانات INTEGRAL، وهو ما يعادل في المتوسط ​​ورقة بحثية واحدة كل 3.5 أيام. [ 15 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "ناسا - المركز الوطني لبيانات علوم الفضاء - تفاصيل المركبة الفضائية" . ناسا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2 فبراير 2015 .
  2. 1 2 3 4 5 6 "تفاصيل القمر الصناعي INTEGRAL 2002-048A NORAD 27540" . N2YO. 17 أكتوبر 2021. تم الاطلاع عليه في 19 أكتوبر 2021 .
  3. ↑ تيغاردن، بي جيه؛ ستورنر، إس جيه (أبريل 1999). "ملاحظات INTEGRAL لانفجارات أشعة غاما". الجمعية الفلكية الأمريكية، اجتماع HEAD رقم 4، رقم 17.01؛ نشرة الجمعية الفلكية الأمريكية . 31 : 717. Bibcode : 1999HEAD....4.1701T .
  4. 1 2 "ثلاث ساعات لإنقاذ إنتغرال" . وكالة الفضاء الأوروبية . 18 أكتوبر 2021. تم الاطلاع عليه في 19 أكتوبر 2021 .
  5. 1 2 "آخر الأخبار المتكاملة" . وكالة الفضاء الأوروبية . 1 أكتوبر 2021. تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أكتوبر 2021 .
  6. ^ أوغو، كولكرز، إريك فيريجنو، كارلو كريتشمار، بيتر ألفونسو-جارزون، جوليا باب، ماريوس بازانو، أنجيلا بيلانجر، غيوم بنسون، إيان بيرد، أنتوني ج. بوزو، إنريكو براندت، سورين كو، إليوت كاباليرو، إيزابيل كانجيمي، فلوريان تشينيفيز، جيروم سينكو، برادلي سينار، نبيل كوليرو، أليكسيس دي بادوفا، ستيفانو ديهل، رولاند ديتز، كلوديا دومينغو، ألبرت درابيس، مارك دوفا، إليونورا إيل، ماتياس إيبريرو، جاكوبو إديريمان، ميثراجيث إيسمونت، ناتان أ. فين، تيموثي فيوتشي، مارياتيريزا توماس، إيلينا جارسيا جودينزي، جيانلوكا جودار، توماس جولدوورم، أندريا جوتز، دييجو جويفيس، كريستيان غريبينيف، سيرجي أ. غرينر، يوخن جروس، ألكساندرا هانلون، لورين هيرمسن، ويم هيرنانديز، كريستينا هيرنانز، مارجريتا هوبنر، جوتا جوردان، إليزابيث لا روزا، جيوفاني لابانتي، كلاوديو لوران، فيليب ليهانكا، ألكسندر لوند، نيلز ماديسون، جيمس مالزاك، جوليان مارتن، جيم ماس هيس، جي ميغيل ماك برين، بريان ماكدونالد، أليستر ماكنيري، جولي ميرغيتي، ساندرو ناتالوتشي، لورينزو نيس، جان أوي أوكسبورو، كارول آن بالمر، جون بيشكي، سيبيل بيتروتشياني، فرانشيسكو فايل، نوربرت رايشنباخر، مايكل رودي، جيمس رودريغيز، جيروم روكيس، جان بيير دونات، إميليو سالازار سولت، ديف سانشيز فرنانديز، سيليا. سوفاجيون، أيميريك سافتشينكو، فولوديمير سازونوف، سيرجي يو. سكاجليوني، ستيفانو شارتيل، نوربرت سيجيرت، توماس ساوثوورث، ريتشارد سونيايف، رشيد أ. توما، ليفيو أوبرتيني، بيترو هوفيل، إد بي جيه فان دن فون كينلين، أندرياس فون كروسنشتيرن، نيكولاي وينكلر، كريستوف فويتشخ، هاجداس زانوني (2021-06-23). إعادة تحميل متكاملة: المركبات الفضائية والأدوات والنظام الأرضي . او سي ال سي 1262720738 . {{cite book}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  7. ↑ هيوبنر، جوتا م.؛ ساوثوورث، ريتشارد ت.؛ سولت، ديفيد ج.؛ ديتز، كلوديا؛ ماكدونالد، ألاستير؛ ميرز، كلاوس؛ زيغلر، جيرالد (13 مايو 2016). "نظّف مساحتك: التخلص المتكامل منخفض التكلفة من النفايات في نهاية عمرها الافتراضي". مؤتمر SpaceOps 2016. ريستون، فيرجينيا: المعهد الأمريكي للملاحة الجوية والفضائية. doi : 10.2514/6.2016-2359 . ISBN 978-1-62410-426-8.
  8. ↑ "إنقاذ التكامل: لا يوجد دفع؟ لا مشكلة" يوليو 2021
  9. ↑ "إطالة عمر مهمات وكالة الفضاء الأوروبية العلمية" . وكالة الفضاء الأوروبية . 7 مارس 2023. تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 مارس 2023 .
  10. ↑ خزنة متكاملة أخيرًا
  11. ↑ تم إنجاز المهمة لتلسكوب إنتغرال، تلسكوب أشعة غاما التابع لوكالة الفضاء الأوروبية
  12. ↑ سافتشينكو، فولوديمير (29-10-2019). "البحث عن الظواهر العابرة متعددة الوسائط المراوغة باستخدام INTEGRAL". وقائع العصر الجديد لعلم الفيزياء الفلكية متعددة الوسائط - PoS (Asterics2019) . المجلد 90. ص 71. doi : 10.22323/1.357.0071 . S2CID 213420364 .   
  13. ^ سافتشينكو، فولوديمير؛ وآخرون . (2019). "البحث عن عابرين بعيد المنال متعددي الرسائل باستخدام INTEGRAL". Memorie della Societa Astronomica Italiana . 90 : 19. بيب كود : 2019MmSAI..90...19S . 
  14. ↑ "رصد انفجار أشعة غاما 030131 بواسطة القمر الصناعي INTEGRAL" .
  15. ↑ "نظام بيانات الفيزياء الفلكية" .