Descripci√≥n de la carga útil

TIGER (Trans-Iron Galactic Element Recorder) es un instrumento diseñado para medir las abundancias elementales de Rayos Cosmicos Galacticos (GCRs) que son nucleos energeticos atómicos que se originan fuera de nuestro sistema solar y se cree que son acelerados durante explosiones estelares (supernovas) a energias extremadamente altas.

Los GCRs resultan de especial interes para la comunidad astrofísica debido a que son uno de los unicos tipos de materia que se pueden muestrear y que provienen fuera del ambito de nuestro sistema. Al mismo tiempo sirven para el estudio de las fuentes que los originan y del medio interestelar de nuestra galaxia.

TIGER mide los GCRs con numeros atómicos entre 26 (Hierro) y 40 (Zirconio). Estos elementos son muy raros en los GCRs y dificiles de medir, requiriendo el uso de grandes detectores con tiempos de exposición prolongados y excelente resolución.

El instrumento esta compuesto por varios elementos. Primeramente, dos hodoscopos localizados por encima y por debajo del instrumento, dos detectores Cerenkov en el nucleo de este y ntre ambos componentes un par de detectores de centelleo.

Los hodoscopos son responsables de determinar la trayectoria de una particula que pasa por el instrumnto. Cada capa de hodoscopos esta compuesta por dos planos de fibras opticas de centelleo, con una sección cruzada de 1200 de estas fibras de 1 mm2 por cada lado. En ambos extremos, las fibras se conectan a 14 tubos fotomultiplicadores(PMTs) de manera que cuando un nucleo entra de plano en el hodoscopo, su paso provoca que una o dos fibras centelleen. Este impulso luminoso es conducido por las fibras hacia los dos PMTs localizados en cada extremo, generando una localización precisa a traves de la lectura de la señal emitida por los PMTs. Con esa información es posible trazar el angulo de incidencia de la particula sobre el detector.

Luego los detectores de centelleo (compuestos de un tipo especial de plastico llamado poli-vinil-tolueno) son excitados al paso de una de estas particulas, ionizando las moléculas de dicho material lo que permite determinar su carga. TIGER, posee 4 de estos detectores S1, S2, S3, y S4. Los dos primeros son los mas importantes ya que derivan la carga de una particula. Si la señal es lo suficientemente fuerte, el software discriminador decide quie la particula ha pasado efectivamente de lado a lado del detector y procede a efectuar una lectura de la traza luminosa resultante. En caso contrario la descarta.

Por ultimo los detectores Cerenkov de TIGER deben determinar la energia cinética de la particula entrante. Estos utilizan el llamado "efecto Cerenkov" (de uso corriente en astrofisica de altas energias en los ultimos 40 años) que permite discriminar dos nucleos diferentes entrando al instrumento con la misma energía, debido a que cada uno de ellos emitirá diferentes cantidades de luz en su interior. En TIGER hay dos grupos de detectores Cerenkov, el primero de ellos C1 fabricado en acrilico y C0 compuesto por un material llamado aerogel, que entre otras cualidades posee el record de ser la sustancia menos densa en la tierra. Cuando una particula ingresa en los detectores, precipita la emisión de radiacion Cerenkov la que es tomada por los tubos fotomultiplicadores de 5 pulgadas localizados alrededor del contenedor que los aloja.

Desarrollo del vuelo y resultados de la misión

 

Sitio de lanzamiento: Scientific Flight Balloon Facility, Nuevo Mexico, EEUU  
Hora lanzamiento: 14:04 utc
Lanzamiento y operación del globo a cargo de: National Scientific Balloon Facility (NSBF)
Globo: Globo de Presión Cero Raven 40L - 1.100.000 m3
Nº de serie del globo: W39.57-2-20
Nº de vuelo: 439N
Peso carga útil: 4661 lbs

Este fue el primer vuelo de TIGER. Su propósito fue demostrar las capacidades de detección del instrumento.

A pesar que la duración del vuelo no fue tan extensa como para obtener registros de nucleos mas pesados que el hierro, sirvió para probar que la amplia resolución del instrumento permitiría efectuar estas mediciones en forma efectiva.

Referencias externas y fuentes bibliográficas

Imágenes de la misión