Descripci√≥n de la carga útil

Es un instrumento que utiliza opticas de enfoque en la banda de Rayos-X duros (20 keV - 100 keV) para realizar observaciones de alta sensibilidad de fuentes astrofísicas.

HEFT toma los principios basicos de anteriores misiones en el dominio de los Rayos-X blandos y los transporta al espectro de Rayos-X duros, en donde las exigencias de precisión en la ingenieria de las opticas del telescopio son mayores. En razon de esto y de la relativamente amplia superficie de recolección del instrumento, HEFT se halla perfectamente capacitado para obtener imagenes de objetos tales como remanentes de Supernovas y cumulos galacticos asi como tambien efectuar estudios de nucleos galacticos activos que son de las mas brillantes fuentes de radiacion-X extragalacticas pero dificiles de observar ya que son oscurecidas por nubes de polvo interestelar.

El telescopio HEFT consta de un conjunto de espejos de aproximación cónica de geometria Wolter I co-alineados, anidados y con una cobertura multicapa que les otorga reflectividad a las ondas de alta energia con angulos razonables de incidencia, extiendendo su efectividad hasta el umbral de los 100 Kev.

Cada uno de de estos espejos individualmente enfoca las emisiones captadas hacia un detector de estado solido blindado construido de Cadmio-Zinc-Telurio (CdZnTe), ubicado a seis metros de distancia, en el otro extremo del instrumento. Cada pixel detector consta de un cristal de dicho material de 1.3 cm x 1.3 cm x 2 mm de grosor, conectado a un chip de lectura que contiene un circuito por cada pixel, formando una rejilla coincidente con el patron del conjunto de detectores.

Como la performance de obtención de imagenes de HEFT es muy exigente sobre los sistemas de control de actitud, la estructura completa del telescopio esta montada sobre una gondola de apuntamiento de gran precisión. En la figura de mas arriba se puede apreciar el conjunto durante una prueba en laboratorio (click para ampliar). En ella se aprecian los dos ejes de rotación, dos de los cuatro actuadores, y el contenedor presurizado de la electronica. Los cuatro actuadores utilizados para mover el telescopio fueron heredados de la gondola utilizada en otro experimento anterior: el instrumento GRATIS. El sistema incluye un motor de torque del telescopio que controla los movimientos de la estructura principal del instrumento, un motor de anulación de oscilaciones que controla una rueda de reacción cuya normal se encuentra alineada con el eje principal del conjunto y permita anular el movimiento pendular de la gondola, otro motor que mueve el instrumento en azimuth y un motor que acopla la gondola con el globo y contrarresta la rotación natural de aquél. Finalmente una gran variedad de sensores montados en diferentes puntos de la estructura proveen cierta redundancia al sistema de información de actitud de la gondola.

Existen a futuro planes para aplicar el sistema de observación de HEFT a una misión satelital. La misma ya ha sido aprobada por el Small Explorer Program de la NASA y se denomina Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR). El diseño de las opticas y el proceso de producción propuesto para el satelite NuSTAR are based on those used to build the HEFT telescopes.

Desarrollo del vuelo y resultados de la misión

 

Sitio de lanzamiento: Scientific Flight Balloon Facility, Nuevo Mexico, EEUU  
Hora lanzamiento: 18:45
Lanzamiento y operación del globo a cargo de: National Scientific Balloon Facility (NSBF)
Globo: Globo de Presión Cero Raven - 39.570.000 cu ft - (0.8 Mil.)
Nº de serie del globo: W 39.57-2-46
Nº de vuelo: 542N
Campaña: -  
Peso carga útil: 4175 lbs
Peso Total: 6000 lbs

El globo fue lanzado mediante metodo dinámico asistido por vehiculo lanzador a las 18:45 utc del 18 de mayo.

Luego de una fase inicial de ascenso nominal, se alcanzó la altura de flotación estipulada de 127.800 pies, iniciando un derrotero que llevó al globo y su carga sobre buena parte del territorio del suroeste del estado de Nuevo Mexico para luego durante la noche comenzar a describir una amplia curva que lo llevaría en dirección noroeste durante la ultima parte del vuelo (click en el mapa ubicado a la izquierda para ver el mapa de la ruta seguida).

El vuelo fue terminado desde el avión de seguimiento a las 19:39 utc del 19 de mayo mientras el balón sobrevolaba el este del estado de Arizona. La carga útil tomó tierra a las 20:20 utc 35 millas al este-noreste de Holbrook (34-59.0 N / 105-27.68 O). Luego del impacto en tierra, la góndola permaneció en posición vertical sin recibir mayores daños.

Durante esta primera misión HEFT permaneció durante casi 20 horas observando las fuentes observacionales planificadas. Sus detectores consiguieron localizar casi de inmediato fuentes brillantes como Cygnus X-1 y la Nebulosa del Cangrejo. En razón de que esta ultima fuente era extremadamente brillante el instrumento tardó solo 5 minutos en grabar los datos. Otras fuentes mas debiles requirieron varias horas de observación para confirmar la detección.

Durante el vuelo se efectuaron observaciones coordinadas entre HEFT y el telescopio orbital Swift de la NASA de la fuente extragalactica 3C454.3 que al momento del vuelo se encontraba en erupción, emitiendo fuertes radiaciones y siendo unos de los nucleos galacticos mas brillantes del cielo.

Referencias externas y fuentes bibliográficas

Imágenes de la misión

Vista frontal del instrumento minutos antes del lanzamiento.Copyright: HEFT team Vista lateral del instrumento minutos antes del lanzamiento.Copyright: HEFT team Vista panorámica del tren de vuelo. Copyright: HEFT team Luego del lanzamiento el globo asciende. Copyright: HEFT team La góndola en el sitio de aterrizaje. Copyright: HEFT team