Descripci√≥n de la carga útil

ProtoEXIST es un telescopio de rayos-x duros de amplio rango transportado por un globo estratosférico, que emplea la técnica de imagen de apertura codificada y utiliza detectores de Cadmio-Zinc-Telurio (CZT). Se trata de un proyecto de exploración tecnológica para el Telescopio de Alta Energia (High Energy Telescope or HET) del Energetic X-Ray Imaging Survey Telescope (EXIST) que es un programa propuesto para la implementación del Black Hole Finder Probe en el marco del programa de la NASA Beyond Einstein. Algunos de los objetivos de EXIST son la detección e identificación de agujeros negros, estallidos de rayos gamma y otras fuentes interesantes de radiación X en el cielo.

Como banco de pruebas para HET, los objetivos primarios del experimento ProtoEXIST son los de demostrar la viabilidad tecnológica de los modulos de imagen formados por agrupamientos de detectores de CZT, determinar sus propiedades de fondo en un ambiente quasi espacial, identificar la configuración óptima de blindaje y demostrar la alta performance de los telescopios de apertura codificada.

La figura de la izquierda muestra el esquema basica de la gondola que aloja a ProtoEXIST con los cuatro telescopios de mascara codificada, la camara estelar de apuntamiento y electronica de soporte. Los telescopios estan montados en un pivot de elevación descentrado que permite efectuar observaciones apuntando al cenit sin interferencias del mecanismo de rotación del globo o el tren de vuelo.

Los cuatro telescopios apuntan a la misma sección del cielo y poseen idénticos planos de detectores CZT (16x16 cm2 cada uno, 0.5 cm de grosor) para simplificar la comparación de la performance de las diferentes configuraciones de blindaje. Cada detector está rodeado por distintos paneles de blindaje que en el esquema de la izquierda se identifican con diferentes colores. Los cuatro telescopios poseen idénticos paneles activos traseros de CsI (color azul). Respecto de sus lados, el blindaje se presenta en dos configuraciones: dos telescopios (A y C) con una combinación de paneles de CsI activo (azul) y Pb-Sn-Cu pasivos (marron), y los otros dos (B y D) con paneles pasivos de Pb-Sn-Cu solamente. Asimismo hay dos tipos de campo de visión: estrecho (A y B) y amplio (C y D). Esta configuración de dos por dos permite una mejor identificación de cada componente de fondo ya sea interno o difuso.

Como es sabido, la obtención de imágenes por apertura codificada y la espectroscopía de rayos-x duros requieren detectores posicionales sensitivos con una adecuada resolución energética. A lo largo de la última década, la combinacion denominada CZT se ha transformado en el material más prometedor para la construcción de detectores de Rayos-X duros. Esto se debe a varias razones. El alto numero atómico de los elementos que lo forman detienen -en detectores de grosor razonable- los Rayos-X. Proveen una resolución energética substancialmente mayor que la de los centelleadores convencionales aproximandose a los valores generalmente obtenidos con el uso de spectrómetros de Germanio. Finalmente, pueden ser operados a temperatura ambiente lo que los hace muy atractivos a la hora de evitar complejos sistemas de enfriamiento.

Para la construcción de las máscaras codificadas se utiliza una técnica de grabado laser sobre cinco capas de placas de Tungsteno de 1 mm de espesor cada una, laminadas. El uso del mismo tamaño de pixel para todas las máscaras otorga una resolución posicional similar para los cuatro telescopios permitiendo una más fácil comparación de la performance de obtención de imagenes entre las diferentes configuraciones.

El compartimiento presurizado tiene forma cilíndrica con un diametro de 1.2 mts. y una altura de 0,50 mts. Para poder utilizar un contenedor de tamaño tan reducido fue necesario montar las máscaras y la parte superior de los blindajes pasivos laterales encima de el, sobre 4 ventanas transparentes a la entrada de Rayos-X. El cilindro contiene también cuatro compartimientos donde se ubican la electronica de control, la computadora de vuelo, el modulo de electronica de los blindajes, la electronica de la fuente de calibración y las baterías.

Video de las operaciones de lanzamiento

Desarrollo del vuelo y resultados de la misión

 

Sitio de lanzamiento: Scientific Flight Balloon Facility, Fort Sumner (NM), EEUU  
Hora lanzamiento: 15:30 utc
Lanzamiento y operación del globo a cargo de: Columbia Scientific Balloon Facility (CSBF)
Globo: Globo de Presión Cero  
Nº de vuelo: 636N

Referencias externas y fuentes bibliográficas

Imágenes de la misión