TIGER (Trans-Iron Galactic Element Recorder)

Institución responsable:  University of Washington
Investigador principal:  Dr. W. Robert Binns

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.

Detalles del globo y su operación

Sitio de lanzamiento: Williams Field, Estación McMurdo, Antartida     Hora lanzamiento: 12:30 local
Lanzamiento y operación del globo a cargo de: National Scientific Balloon Facility (NSBF)
Globo: Abierto (cero presion) Raven 28L - 800.000 m3 - SF3-29.47-.8/.8/.8-NA
Nº de serie del globo: W29.47-2X-54
Nº de vuelo: 504N
Campaña: Sin Datos  
Peso carga útil: 2325 lbs
Peso góndola: -
Peso Total: 3566 lbs

El globo fue lanzado por metodo dinámico con asistencia de vehículo lanzador, el 21 de diciembre de 2001 a las 12:30 local, alcanzando una altura de flotación cercana a los 120.000 pies e iniciando un derrotero en sentido anti-horario alrededor de la meseta antártica.

Este fue el primer globo de larga duración lanzado en la Antártida destinado a efectuar dos orbitas completas del continente blanco durante 20~30 días.

La primera circunnavegación duró un total de 13 dias y 21 horas en tanto que la segunda insumió 17 dias y 23 horas de vuelo.

Luego de completados los os circuitos la góndola fue separada del globo y descendió en paracaidas a tierra a las 21:00 hora local del 21 de enero de 2002, 31 dias y 21.5 horas despues de su lanzamiento, estableciendo un nuevo record de duración que perduraría hasta 2004.

Luego de tomar tierra la góndola fue arrastrada por el viento casi 65 millas, sobre la barrera de hielo Ross antes de detenerse fortuitamente, lo que evitó su caida en el oceano. La causa del fallo residió en que la batería que activa el mecanismo de separación del paracaídas cuando la gondola toma tierra se descargó debido al largo periplo realizado.

Durante este primer vuelo, fueron recolectadas trazas del paso de cerca de 100 particulas con numeros atómicos entre 31 y 32 y fueron obtenidas algunas estadisticas limitadas respecto de partículas por encima de dichos valores.

Referencias externas y bibliografía