Uhuru

Uhuru (X-ray Explorer Satellite, Explorer 42, SAS-A, SAS-1) bija ASV NASA programmas Small Astronomy Satellite orbitālā observatorija. Tas bija pirmais kosmiskais aparāts, kas paredzēts rentgenstaru astronomijai. To orbītā palaida 1970. gada decembrī un tas darbojās līdz 1973. gada martam.

Uhuru Explorer 42
KA veids	Rentgenstaru observatorija
Operators	NASA, ASV
Izgatavotāji	American Science & Engineering, Džonsa Hopkinsa Universitātes Lietišķās fizikas laboratorija, ASV
Starts	12.12.1970. 10:53:50 UTC
Starta vieta	San Marco platform Kenija
Nesējraķete	Scout B, ASV
Aktivitātes beigas	1973. gada marts
Beigu datums	05.04.1979.
NSSDC ID	1970-107A
SCN	04797
Tīmekļa vietne	https://heasarc.gsfc.nasa.gov/docs/uhuru/uhuru.html
Masa	163 kg
Orbītas elementi
Centr. ķermenis	Zeme
Slīpums	3°
Periods	96 min
Apogejs	560 km
Perigejs	520 km
Programma Explorer
Iepriekšējais Nākamais Explorer 41 Explorer 43

Pavadoni izgatavoja uzņēmums American Science & Engineering un Džonsa Hopkinsa Universitātes Lietišķās fizikas laboratorija.

Mērķi

Projekta galvenie mērķi bija šādi:

• novērot debesis, lai atklātu kosmisko rentgenstaru avotus 2 — 20 keV diapazonā līdz ierobežojošajai jutībai 1,5 × 10^—18 J/(cm²—s), 5 × 10^—4 plūsmai no Krabja miglāja;
• noteikt avotu atrašanās vietas ar precizitāti dažas loka kvadrātminūtes stipriem avotiem un dažas kvadrātgrāda desmitdaļas avotiem pie jutīguma robežas;
• izpētīt paplašināto avotu vai komplekso reģionu struktūru ar apmēram 30 loka minūšu izšķirtspēju;
• noteikt rentgenstaru avotu spektrālās iezīmes un mainību
• iespēju robežās veikt koordinētus un / vai vienlaicīgus rentgena objektu novērojumus ar citiem novērotājiem.

Uzbūve

Kosmiskais aparāts bija cilindra formā aptuveni 56 cm diametrā un 116 cm augstumā. Tika izmantoti četri saules bateriju paneļi, lai uzlādētu 6 Ah astoņu šūnu niķeļa — kadmija akumulatoru bateriju un nodrošinātu jaudu pavadoņa sistēmām un zinātniskajiem instrumentiem. Pavadoni stabilizēja griešanās ap garenasi, un tika izmantota magnētiskā vērpes momenta vadības sistēma, lai kosmiskā aparāta griešanās asi notēmētu uz jebkuru debesu punktu. Aspekta noteikšanas sistēma sastāvēja no zvaigznes un saules sensora, to signālus apstrādāja viena un tā pati elektronika. Sistēma tika projektēta ar lielu uzsvaru uz redundanci ne tikai redzamākajās jomās, piemēram, aspekta sensori un augstsprieguma un zemsprieguma barošanas avoti, bet arī signālu pārslēgšanā un augstsprieguma sadalē. Tādējādi instruments spēja izturēt vairākas vienlaicīgas lielas kļūmes, nopietni neapdraudot zinātniskos mērķus. Dati tika saglabāti vienas orbītas apriņķojuma laikā magnetofona lentē, un tie tika pārraidīti 3,4 minūšu ilgajā atskaņošanas ciklā. Tika izmantota 1000 bps PCM/PM sistēma.

Instrumenti

No kreisās Small Astronomy Satellite projekta menedžere Mārdžerija Taunsenda un itāliešu fiziķis Bruno Rossi

Pavadoņa derīgo kravu veidoja divi proporcionālo skaitītāju komplekti, katrs ar ~ 0,084 m² efektīvo platību. Skaitītāji bija jutīgi, ar vairāk nekā 10 % efektivitāti pret rentgena fotoniem ~ 2 — 20 keV diapazonā. Zemāko enerģijas robežu noteica skaitītāja berilija logu vājināšanās plus plāns siltumizolācijas pārklājs. Augstāko enerģētisko robežu noteica skaitītāja uzpildes gāzes pārvades īpašības. Lai filtrētu daļiņu emisijas un nevēlamus augstas enerģijas fotonus fonā, tika izmantotas impulsu veida diskriminācijas un antikoincidences metodes. Impulsa augstuma analīze astoņos enerģijas kanālos tika izmantota, lai iegūtu informāciju par incidenta fotonu enerģijas spektru. Abi skaitītāju komplekti tika novietoti ar muguru pret muguru un tika kolimēti attiecīgi līdz 0,52° × 0,52° un 5,2° × 5,2° (pilns platums maksimuma pusē). Kamēr 0,52° detektors sniedza precīzāku leņķisko izšķirtspēju, 5,2° detektoram bija augstāka jutība pret izolētiem avotiem.

Lidojuma gaita

Uhuru tika palaists 1970. gada 12. decembrī 10:53:50 UTC ar nesējraķeti Scout B no Itālijai piederošās San Marco platformas pie Kenijas krastiem. Tas tika ievadīts gandrīz apļveida ekvatoriālā orbītā.

Pēdējais radiosignāls no pavadoņa tika saņemts 1973. gada martā. 1979. gada 5. aprīlī Uhuru nogāja no orbītas un sadega Zemes atmosfērā.

Rezultāti

Uhuru paveica vairākus izcilus zinātniskus sasniegumus, tostarp atklāja un sīki izpētīja pulsējošus, no akrēcijas barojošos dubultos rentgena staru avotus, piemēram, Centaurus X-3, Vela X-1 un Hercules X-1, identificēja Cygnus X-1, kas bija pirmais spēcīgais kandidāts astrofizikālajam melnajam caurumam, un daudzus svarīgus rentgenstaru avotus. Uhuru katalogs, kas izdots četrās secīgās versijās, bija pirmais visaptverošais rentgenstaru avotu katalogs, tajā ir 339 objekti un tas aptver visas debesis 2 — 6 keV joslā. Kataloga pēdējā versija ir pazīstama kā 4U katalogs. Avoti ir minēti ar norādēm kā, piemēram, 4U 1700-37.

Ārējās saites

• The Uhuru Satellite NASA Goddard Space Flight Center
• HEA Heritage Missions: Uhuru HARVARD-SMITHSONIAN CENTER FOR ASTROPHYSICS
• SAS A (Uhuru, Explorer 42) Gunter Dirk Krebs