Descripci√≥n de la carga útil

Es un telescopio para la observación de rayos gamma blandos (0.2 a 15 MeV) diseñado para el estudio de fuentes astrofísicas de lienas de emisión nucleares y la polarización de rayos gamma. Forma parte de un programa mas amplio cuyo objetivo es el desarrollo de tecnologia y técnicas de análisis a ser aplicadas en el Advanced Compton Telescope que será lanzado en 2015.

A la izquierda podemos ver una imagen de la gondola que aloja al instrumento mientras es armada. En la imagen los paneles solares no son apreciables ya que se encuentran plegados (click para ampliar). El corazón del NCT emplea un diseño de telescopio Compton novedoso basado en un conjunto de 12 detectores bolométrico de Germanio criogenicamente refrigerados con resolución posicional de 3 dimensiones, excelente espectroscopía, y alta eficiencia. Estos están rodeados a los lados y por debajo por secciones de germanato de bismuto que proveen un blindaje activo a la radiación entrante. El instrumento posee un campo de visión que abarca el 25% del cielo.

Como es sabido los telescopios Compton obtienen imagenes de los rayos gamma por inversión de la llamada formula de dispersión Compton: un fotón entrante en el rango de energias de MeV's se someterá a una dispersión Compton en una posición inicial en el instrumento, perdiendo una energia relacionada con la dirección del fotón dispersado. Luego, el fotón dispersado pierde el resto de su energía en el instrumento en una serie de una o más interacciones que finalizan en una absorción fotoeléctrica. Al medir con gran precisión la posición y energía de esas interacciones, el evento de entrada del fotón puede ser reconstruido utilizando la formula Compton para así determinar su dirección inicial dentro de una porcion anular del cielo observado.

El principio detras del desarrollo del NCT es que una alta eficiencia y una excelente reducción del fondo son elementos críticos para el avance en terminos de sensibilidad en el campo de los rayos gamma blandos. La combinación de la tecnica Compton, el blindaje activo y las tecnicas avanzadas de análisis hacen posible a los detectores de Germanio, el reducir dramaticamente el fondo.

Todo el conjunto de detectores y su electronica asociada está montado en una plataforma autonoma orientable preparada para vuelos de larga duración. La misma esta basada en el diseño original desarrollado en la Universidad de California en Berkeley para el instrumento HIREGS, el cual realizó 4 vuelos de larga duración.

Desarrollo del vuelo y resultados de la misión

 

Sitio de lanzamiento: Scientific Flight Balloon Facility, Nuevo Mexico, EEUU  
Hora lanzamiento: 13:40
Lanzamiento y operación del globo a cargo de: Columbia Scientific Balloon Facility (CSBF)
Globo: Globo de Presión Cero Raven - 39.570.000 cu ft - (0.8 Mil.)
Nº de serie del globo: W 39.57-2-50
Nº de vuelo: 594N

El lanzamiento -por metodo dinamico con asistencia de vehiculo lanzador- tuvo lugar a las 13:40 utc del 17 de Mayo de 2009, bajo un cielo nublado. El ascenso inicial fue completado sin problemas hasta alcanzar la altura de flotación de 40 kms.

Inicialmente, el balón se dirigió hacia el sur, lo que puso en cieto momento en peligro la continuidad del vuelo ya que este se acercaba demasiado a la zona prohibida de vuelo ubicada 50 millas a lo largo de la frontera Mexicana, como puede apreciarse en el mapa de la derecha (click para ampliar). Posteriormente, cuando el aerostato se hallaba sobre Albuquerque comenzó a modificar su curso hacia el oeste, modificando las previsiones iniciales y permitiendo la continuidad del viaje durante la noche.

Durante la puesta de sol, el globo -como es habitual que ocurra en quellas misiones voladas en dias claros- ofreció un espectaculo imponente reflejando los ultimos rayos de sol sobre su superficie para miles de habitantes de ciudades como El Paso (Texas) y Ciudad Juarez (Mexico) quienes colapsaron las centrales telefonicas de las estaciones de Radio y TV para informar sobre el supuesto OVNI que se veia en el cielo.

A la mañana siguiente, mientras el globo se desplazaba directamente hacia el espacio aereo prohibido cerca de Phoenix (Arizona) se previó una inminente terminación de la misión, aunque, un nuevo cambio en la orientación de los vientos y la consiguiente modificación de la ruta de vuelo permitió retrasar hasta las 16:00 (hora local) la finalización. Una vez finalizado el periodo de observaciones cientificas, los tecnicos a cargo de la operación del globo adviertieron que este se desplazaba sobre terreno muy agreste y de dificil acceso, por lo que decidieron retrasar por algunas horas mas su aterrizaje, hasta tanto se localizara un buen punto de aterrizaje os se alcanzara la otra zona de vuelo prohibida en el limite con el Estado de California, lo que ocurriera primero. Como complicación adicional existian fuertes tormentas en la zona.

Durante esas horas, el paso del globo por los cielos de Arizona volvió a provocar una gran conmoción en la zona alrededor de Phoenix, provocando numerosos llamados a las estaciones locales tratando de obtener información sobre lo que se estaba viendo en el cielo.

Finalmente, la carga util fue separada del globo a las 3:24 utc del 18 de Mayo, aterrizando en un punto situado 80 millas al oeste de Prescott, Arizona. A pesar de que el instrumental tomó tierra casi sin daños, como puede verse en la ultima imagen de la derecha se situó precariamente en la empinada ladera de una colina a una hora y media de caminata del camino mas cercano. Por eso, el equipo de rescate debió rentar un helicoptero Bell y luego de remover los componentes mas pesados y voluminosos como los paneles solares y las baterias pudieran extraer la gondola de allí.

El tiempo total de vuelo fue de 38 horas y 37 minutos, lo que de acuerdo con nuestros registros estableció un nuevo record de duración para un vuelo convencional desde Fort Sumner.

Este fue el segundo vuelo de ingeniería del instrumento. Las mayores diferencias en la configuración entre este vuelo y el anterior (2005) fueron el agregado de 8 modulos detectores (llevando el numero total a 10), con su electrónica asociada un nuevo cableado coaxial compacto, paneles solares y un GPS diferencial. Asimismo el sistema operativo de la computadora de abordo fue migrado a Linux.

Una vez en vuelo y luego de alcanzar altura de flotación el equipo científico inició sus observaciones apuntando el instrumento hacia su primer y principal objetivo: la nebulosa del Cangrejo. Pronto se hizo evidente que existian algunos problemas con el sistema de apuntamiento automático, pudiendo no obstante mantener el objetivo dentro del campo de visión del NCT corrigiendo manualmente su dirección de observación.

Durante la noche, fue necesario apagar el instrumento ya que el voltaje entregado por las baterias, disminuía notoriamente. Mas allá de eso, los detectores y su electrónica asociada funcionaron perfectamente durante todo el vuelo, al igual que la ocurrió con la computadora de vuelo.

La maniobra de aterrizaje torció varias barras de protección de la gondola pero tanto los detectores como sus componentes electrónicos asociados, resultaron sin daño alguno. En razon de haber aterrizado en forma vertical, estos permanecieron a temperatura adecuada ya que no hubo derrame del nitrógeno liquido utilizado como refrigerante.

El siguiente paso del proyecto, es fabricar nuevos detectores, reconstruir los paneles solares y reparar los daños menores que sufriera la estructura, con el objetivo de realizar una misión de larga duración desde Alice Springs, Australia en 2010 para observar y mapear lineas de emisión nuclear difusa de origen galactico.

Referencias externas y fuentes bibliográficas

Imágenes de la misión