Descripci√≥n de la carga útil

La misión CALET (CALorimetric Electron Telescope) tiene por objetivo revelar fenómenos de alta energia en el Universo a traves de un detector que será instalado en el Modulo Experimental Japones de la Estación Espacial Internacional. En ese contexto, varios prototipos que serán lanzados a bordo de globos estratosféricos denominados bCALET serán utilizados como prueba de concepto permitiendo obtener al mismo tiempo datos científicos de valor. A pesar de que el tamaño y la complejidad del instrumento irá cambiando de una misión a otra, la estructura básica permanecerá inalterada.

En el esquema de la izquierda puede verse la distribución de elementos que componen el prototipo bCALET-2 que representa una version en escala 1/12 del instrumento real a ser instalado en la ISS (click para ampliar).

En la parte superior se ubica un calorímetro de imagen (IMC), compuesto por ocho capas para la obtención de imagenes de lluvia de particulas. Cada capa consta de una placa de tungsteno y dos cinturones de 256 fibras centelleadoras de 1mm2 de diametro, orientadas a lo largo de los ejes X e Y de la estructura. Las dimensiones del IMC son de 256 mm x 256 mm mientras que el espesor total de las placas de tungsteno equivale a 3.57 largos de radiación (RL). La imagen obtenida por el IMC es utilizada para estimar la dirección de incidencia y el desarrollo de cascadas de particulas de rayos cósmicos. Las señales producidas por cada fibra son detectadas por 64 fotomultiplicadores multi-anodo (PMTs) y luego leidas por ocho circuitos electronicos, cada uno de ellos conectados a su vez a ocho PMTs.

En la parte inferior del instrumento se localiza el calorimetro de absorción total (TASC) compuesto por seis capas de centelleadores conformadas cada una por diez barras de cristal de germanato de bismuto (BGO) de 25 mm2 de sección. Capas alternadas de este material se ubican orientadas 90 grados unas de otras para proveer cobertura en coordenadas X e Y. El grosor total del TASC es de 13.4 RL y su función principal es medir el desarrollo de cascadas de particulas y determinar su energía total discriminando electrones y rayos gamma de los protones. Las señales generadas en cada una de las barras de BGO son leidas por un fotodiodo conectado a cada una de ellas y la señal resultande es digitalizada por sendos modulos de análisis de altura de pulso.

Un conjunto de detectores de silicio (SIA) que se utilizan para medir el numero de carga de las particulas entrantes se ubica directamente por encima del IMC. Allí, dentro de una caja metálica se ubica una capa de cuatro sensores de carga pixelados de silicio con un area sensitiva de 9cm x 9cm y dos capas de detectores de silicio sensibles a la posición orientadas con los ejes X e Y del instrumento.

Finalmente, dos capas de centelleadores plásticos de 20 mm de espesor (S1, S2) y la capa superior del TASC (B) son utilizadas como sistema de disparo, trabajando en dos modos: uno para obtener solo aquellos eventos que generan cascadas de particulas y el otro para registrar eventos de rayos gamma. S1 actúa asimismo como contador de veto para eliminar efectivamente los eventos de protones de fondo.

Todos estos elementos se ubican en un contenedor presurizado y este a su vez se monta en una gondola protectora.

Desarrollo del vuelo y resultados de la misión

 

Sitio de lanzamiento: Parque Aereo Multiproposito, Taiki-Cho, Hokkaido, Japon  
Hora lanzamiento: 6:21 jst
Lanzamiento y operación del globo a cargo de: ISAS / JAXA
Globo: Globo Abierto Modelo B100 100.000 m3
Nº de vuelo: B09-08

El lanzamiento del globo de 100.000 m3 ocurrió utilizando el metodo semi-dinámico a las 6:21 de la mañana hora local y para el momento de alcanzar su altura maxima de vuelo de 33.9 km, el ingenio se había desplazado 75 km hacia el este del sitio de lanzamiento.

Durante la porcion de vuelo nivelado, el globo desarrolló una trayectoria inicialmente hacia el oeste torciendo luego hacia el sudoeste hasta que a las 11:00 hora local la carga util fue separada del balón.

Mientras el experimento amerizó en el Océano, en un punto localizado 25 km al este de la costa, el desinflado globo descendió mas lentamente de lo anticipado y derivando hacia el este terminó aterrizando en una zona montañosa cerca del pequeño poblado de Hiroo.

A pesar de que no se denunciaron daños debido al incidente las operaciones de lanzamiento de la campaña fueron suspendidas hasta tanto se concluyera una investigación sobre el incidente.

Dicha investigación fue llevada adelante durante los días subsiguientes y luego de que arrojara como resultado que la falla no se había debido a ningun tipo de malfunción en los sistemas, el 4 de Septiembre la agencia volvió a reanudar las operaciones.

Referencias externas y fuentes bibliográficas

Imágenes de la misión

Vista de los preparativos para el lanzamiento de bCalet (Imagen: JAXA) Vista lejana del globo minutos antes de ser lanzado (Imagen: JAXA) El globo inicia su ascenso (Imagen: JAXA)