Próba zaprojektowania teleskopu promieniowania  - IBIS (Imager onBoard Integral Satellite)

1. TECHNOLOGIE KOSMICZNE, Podstawy budowy aparatury pomiarowej Piotr Orleański / CBK PAN / Wykład 2_IBIS / 09.03.2005 / strona 1 Próba zaprojektowania teleskopu promieniowania  - IBIS (Imager onBoard Integral Satellite) http://sci2.esa.int/e-spectrum/electr_spec.htm Aktywne galaktyki Czarne dziury

2. TECHNOLOGIE KOSMICZNE, Podstawy budowy aparatury pomiarowej Piotr Orleański / CBK PAN / Wykład 2_IBIS / 09.03.2005 / strona 2 • INTErnationalGammaRAyLabolatory • Cele naukowe misji: • Badanie obiektów astronomicznych znajdujących się poza naszą galaktyką, • Badanie zjawisk zachodzących przy syntezie jądrowej w gwiazdach (np. wybuchy supernowych), • Badania struktury galaktyk, • Poznanie źródeł wysokoenergetycznego promieniowania kosmicznego • W październiku 2002 umieszczono satelitę na eliptycznej orbicie okołoziemskiej (orbita trzydniowa, nachylenie około 50, perigeum kilka tysięcy km, apogeum ponad sto tysięcy km) za pomocą rakiety Proton. Planowany czas pracy satelity na orbicie ponad 5 lat • Aparatura naukowa na pokładzie: • IBIS - teleskop promieniowania  o dobrej rozdzielczości kątowej i gorszej spektralnej • SPI - spektrometr promieniowania  o dobrej rozdzielczości spektralnej i gorszej kątowej • JEM-X - wspomagający obserwacje monitor promieniowania X • OMC - wspomagająca obserwacje kamera optyczna

3. TECHNOLOGIE KOSMICZNE, Podstawy budowy aparatury pomiarowej Piotr Orleański / CBK PAN / Wykład 2_IBIS / 09.03.2005 / strona 3 ~150000km Orbita ~10000km

4. TECHNOLOGIE KOSMICZNE, Podstawy budowy aparatury pomiarowej Piotr Orleański / CBK PAN / Wykład 2_IBIS / 09.03.2005 / strona 4 Satelita Integral

5. TECHNOLOGIE KOSMICZNE, Podstawy budowy aparatury pomiarowej Piotr Orleański / CBK PAN / Wykład 2_IBIS / 09.03.2005 / strona 5 IBIS (Imager on Board of Integral Satellite) PI: prof. Pietro Ubertini z Istituto Astrofisica Spaziale / CNR / Rzym W budowie instrumentu uczestniczyli koledzy z Włoch, Francji, Hiszpanii, Niemiec, Norwegii, Wielkiej Brytanii i Polski oraz firmy LABEN i Alenia Spazio z Włoch, CRISA z Hiszpanii i ESA/ESTEC. Parametry techniczne teleskopu: • Masa 680kg, wymiary 60x60x320cm, zasilanie 240W max., telemetria do 60kbps • Pole widzenia 9° x 9°, rozdzielczość kątowa 12 arcmin, • Rozdzielczość czasowa: 61s (photon by photon), 1ms (spectral timing), minuty (imaging), • zakres spektralny od 15keV do10MeV, rozdzielczość spektralna 8% dla100keV,9% dla 1MeV • górna warstwa detektorów (ISGRI) - 16384 elementy CdTe, 4x4x2mm, zakres 15keV do 1MeV, • dolna warstwa detektorów (PICsIT) - 4096 elementów CsI, 9x9x30mm, zakres 100kev do 10MeV, • aktywna osłona (VETO) - 16 bloków BGO (8 +2+2+2+2), zakres 100keV do 2,5MeV • Źródło kalibracyjne - 0.4 Ci 22Na, czas połowicznego rozpadu 2.5 roku

6. TECHNOLOGIE KOSMICZNE, Podstawy budowy aparatury pomiarowej Piotr Orleański / CBK PAN / Wykład 2_IBIS / 09.03.2005 / strona 6 3m Teleskop IBIS

7. TECHNOLOGIE KOSMICZNE, Podstawy budowy aparatury pomiarowej Piotr Orleański / CBK PAN / Wykład 2_IBIS / 09.03.2005 / strona 7 Teleskop IBIS schemat blokowy

8. TECHNOLOGIE KOSMICZNE, Podstawy budowy aparatury pomiarowej Piotr Orleański / CBK PAN / Wykład 2_IBIS / 09.03.2005 / strona 8 • Detektory pomiarowe: • górna warstwa detektorów (ISGRI) - 16384 elementy CdTe, 4x4x2mm, zakres 15keV do 1MeV, • dolna warstwa detektorów (PICsIT) - 4096 elementów CsI, 9x9x30mm, zakres 100kev do 10MeV, ISGRI (Integral Soft Gamma ray Imager) PICSIT (Pixellated Imaging Caesium Iodide Telescope)

9. TECHNOLOGIE KOSMICZNE, Podstawy budowy aparatury pomiarowej Piotr Orleański / CBK PAN / Wykład 2_IBIS / 09.03.2005 / strona 9

10. TECHNOLOGIE KOSMICZNE, Podstawy budowy aparatury pomiarowej Piotr Orleański / CBK PAN / Wykład 2_IBIS / 09.03.2005 / strona 10 Maska teleskopu - czyli jak zapewnić dobre odwzorowanie obiektu na matrycach detektorów przy zapewnieniu odpowiednio dużej ilości energii i przy braku możliwości ogniskowania promieni tak jak to się robi w teleskopach optycznych

11. TECHNOLOGIE KOSMICZNE, Podstawy budowy aparatury pomiarowej Piotr Orleański / CBK PAN / Wykład 2_IBIS / 09.03.2005 / strona 11 Maska teleskopu IBIS wykonana jest z wolframu, waży około 200kg i oddalona jest od matrycy detektorów o około 2.5m

12. TECHNOLOGIE KOSMICZNE, Podstawy budowy aparatury pomiarowej Piotr Orleański / CBK PAN / Wykład 2_IBIS / 09.03.2005 / strona 12 Teleskop IBIS - zakłócenia Układ VETO (antykoincydencji): 16 bloków fotopowielaczy (specjalne kryształy z BGO reagujące błyskami światła na promieniowanie gamma i bardzo czułe i szybkie detektory światła) Veto Electronics Box (weryfikacja i obróbka impulsów, zasilanie i sterowanie VETO, generacja impulsów blokujących detektory główne)

13. TECHNOLOGIE KOSMICZNE, Podstawy budowy aparatury pomiarowej Piotr Orleański / CBK PAN / Wykład 2_IBIS / 09.03.2005 / strona 13 Budowa detektorów VETO

14. TECHNOLOGIE KOSMICZNE, Podstawy budowy aparatury pomiarowej Piotr Orleański / CBK PAN / Wykład 2_IBIS / 09.03.2005 / strona 14 VETO Electronics Box - serce układu antykoincydencji

15. TECHNOLOGIE KOSMICZNE, Podstawy budowy aparatury pomiarowej Piotr Orleański / CBK PAN / Wykład 2_IBIS / 09.03.2005 / strona 15

16. TECHNOLOGIE KOSMICZNE, Podstawy budowy aparatury pomiarowej Piotr Orleański / CBK PAN / Wykład 2_IBIS / 09.03.2005 / strona 16 VEB FM VEB QM

17. TECHNOLOGIE KOSMICZNE, Podstawy budowy aparatury pomiarowej Piotr Orleański / CBK PAN / Wykład 2_IBIS / 09.03.2005 / strona 17 Moduły interfejsów w VEB FM Moduły procesora w VEB FM

18. TECHNOLOGIE KOSMICZNE, Podstawy budowy aparatury pomiarowej Piotr Orleański / CBK PAN / Wykład 2_IBIS / 09.03.2005 / strona 18 • Źródło kalibracyjne: • 0.4 Ci 22Na, • czas połowicznego rozpadu 2.5 roku • emituje linie 511 keV, • kryształ BGO i dwa detektory (PMT) • oddzielny tor obróbki sygnału w VEB

19. TECHNOLOGIE KOSMICZNE, Podstawy budowy aparatury pomiarowej Piotr Orleański / CBK PAN / Wykład 2_IBIS / 09.03.2005 / strona 19 Montaż i testy pierwszych bloków aparatury w Laben

20. TECHNOLOGIE KOSMICZNE, Podstawy budowy aparatury pomiarowej Piotr Orleański / CBK PAN / Wykład 2_IBIS / 09.03.2005 / strona 20 VEB FM został zintegrowany z pozostałymi blokami teleskopu IBIS. Wszystkie “lotne” modele aparatury naukowej zostały dostarczone do Turynu, gdzie w firmie Alenia Spazio połączono je z satelitą Integral. Na zdjęciu instalacja bloku detektorów teleskopu IBIS. W Alenia Spazio trwał równoczesnie montaż samego satelity. Na zdjęciu montaż baterii słonecznych

21. TECHNOLOGIE KOSMICZNE, Podstawy budowy aparatury pomiarowej Piotr Orleański / CBK PAN / Wykład 2_IBIS / 09.03.2005 / strona 21 Jak powstawał Integral - testy w ESTEC

22. TECHNOLOGIE KOSMICZNE, Podstawy budowy aparatury pomiarowej Piotr Orleański / CBK PAN / Wykład 2_IBIS / 09.03.2005 / strona 22 Jak powstawał Integral - droga na Bajkonur

23. TECHNOLOGIE KOSMICZNE, Podstawy budowy aparatury pomiarowej Piotr Orleański / CBK PAN / Wykład 2_IBIS / 09.03.2005 / strona 23 Bajkonur- połowa 2002

24. TECHNOLOGIE KOSMICZNE, Podstawy budowy aparatury pomiarowej Piotr Orleański / CBK PAN / Wykład 2_IBIS / 09.03.2005 / strona 24

25. TECHNOLOGIE KOSMICZNE, Podstawy budowy aparatury pomiarowej Piotr Orleański / CBK PAN / Wykład 2_IBIS / 09.03.2005 / strona 25 Pierwsze wyniki włączenia układu antykoincydencji na orbicie – 7 listopad 2002, redukcja poziomu tła w detektorze PICSIT, 3 z 8 bloków PICSIT maja włączony sygnał „veto” ISGRI images of the Galactic Centre in the 40-60 keV band. The analysis of ISGRI data is based on GCDE and GPS data from revolution 30 to 64 (11 January to 22 April 2003) for a total of one thousand pointings (about 2 Msec exposure). Not all the sources are labeled for clarity.