NASA கக்ஷியில் புதிய காமா-கதிர் டிடெக்டருக்கு மதிப்புள்ள சோதனையை வழங்குகிறது
2027 இறுதியில் திட்டமிடப்பட்ட ரோபோடிக் தொழில்நுட்பக் காட்சிப்படுத்தல் மிஷனின் ஒரு பகுதியாக, ஒரு முன்மாதிரி காமா-கதிர் உணர்வு தொழில்நுட்பத்தை கக்ஷிக்கு அனுப்ப NASA திட்டமிட்டுள்ளது. AstroPix என்று அழைக்கப்படும் இந்த சென்சார் அமைப்பு, தற்போதைய கருவிகளுக்கு மிகுந்த உணர்திறனுடன் ஆய்வு செய்வது ஒப்பீட்டளவில் கடினமாக இருக்கும் ஆற்றல் வரம்பில் காமா கதிர்களை அளவிடுவதற்காக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. ஏஜென்சியின் Fly Foundational Robots மிஷனில் இந்த ஹார்ட்வேரை பறக்கவிடுவதன் மூலம், NASA தொழில்நுட்ப அணிகளுக்கு அரிதாக கிடைக்கும் ஒரு வாய்ப்பை இந்த திட்டத்திற்கு வழங்குகிறது: தனிப்பட்ட அறிவியல் மிஷனுக்கு உறுதிபடுவதற்கு முன், புதிய ஒரு டிடெக்டரை விண்வெளியில் நிரூபிக்கும் வாய்ப்பு.
AstroPix என்பது NASA-வின் Goddard Space Flight Center-இல் உருவாக்கப்பட்ட புதிய வகை காமா-கதிர் சென்சராக இந்த மூலத்தில் விவரிக்கப்படுகிறது. காமா கதிர்கள் ஒளியின் மிக உயர்ந்த ஆற்றல் வடிவம்; அவை பூமியின் வளிமண்டலத்தில் மின்னல், சூரிய வெடிப்புகள் முதல் தொலைவிலுள்ள விண்மீன் மண்டலங்களில் உள்ள தீவிர நிகழ்வுகள் வரை பலவற்றுடன் தொடர்புடையவை. AstroPix, 20,000 முதல் 700,000 எலக்ட்ரான் வோல்ட் வரை உள்ள காமா கதிர்களை கண்டறிவதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளது; இது கண்ணுக்குத் தெரியும் ஒளியை விட மிகவும் மேலான உயர் ஆற்றல் சிக்னல்களை உள்ளடக்கிய வரம்பாகும்.
இந்த ஆற்றல் சாளரம் முக்கியமானது, ஏனெனில் இது தற்போதைய கண்காணிப்புகளில் ஒரு உணர்திறன் இடைவெளிக்கு அருகில் உள்ளது. Fermi Gamma-ray Space Telescope மற்றும் Neil Gehrels Swift Observatory போன்ற ஏற்கனவே உள்ள NASA மிஷன்கள், மேலும் உயர்ஆற்றல் நிகழ்வுகளையும் சேர்த்து, காமா கதிர்களை ஏற்கனவே ஆய்வு செய்கின்றன. ஆனால் சுமார் 500,000 முதல் 1 மில்லியன் எலக்ட்ரான் வோல்ட் இடையில் டிடெக்டர்கள் குறைவான உணர்திறன் கொண்டுள்ளதாக மூலத்தில் குறிப்பிடப்படுகிறது, যদিও பல காமா-கதிர் வெடிப்புகள் அங்கே மிக அதிகமாக பிரகாசிக்கின்றன.
ஸ்பெக்ட்ரத்தின் இந்த பகுதி ஏன் முக்கியம்
காமா-கதிர் வெடிப்புகள் அறியப்பட்ட மிக வலிமையான வெடிப்புகளில் ஒன்றாகும், மேலும் கருந்துளைகளால் இயக்கப்படும் செயலில் உள்ள விண்மீன் மண்டலங்களும் ஸ்பெக்ட்ரத்தின் இந்த பகுதியில் வலுவாக ஒளிரும் என எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. ஆகவே அந்த அலைவரிசையில் உணர்திறனை மேம்படுத்துவது, வானியலாளர்கள் வன்முறைமிகு தற்காலிக நிகழ்வுகளையும் பிரபஞ்சத்தின் சில மிகப் பெரிய, மிகத் தொலைவான அமைப்புகளையும் ஆய்வு செய்ய உதவலாம்.
எதிர்கால மிஷன்கள் AstroPix டிடெக்டர்களை ஒன்றாக அடுக்கி இந்த பார்வை இடைவெளியைப் பூர்த்தி செய்ய முடியும் என்று மூலத்தில் கூறப்படுகிறது. இந்த வடிவமைப்பு பாதை, AstroPix ஒரு முறைச் சோதனை என அல்ல, மாறாக அதிக திறன் கொண்ட எதிர்கால கருவிகளுக்கான கட்டுமானத் துண்டாக உருவாக்கப்படுகிறது என்பதை சுட்டிக்காட்டுகிறது. ஆனால் NASA அதை அந்தப் பாத்திரத்தில் நம்புவதற்கு முன், அந்த தொழில்நுட்பம் பறக்கும் சூழலில் தன்னை நிரூபிக்க வேண்டும்.
அங்குதான் Fly Foundational Robots மிஷன் வருகிறது. குழு உறுப்பினர் Dan Violette-ன் கூற்றுப்படி, ரோபோட் மிஷன் தன்னகத்தே ஒரு தொழில்நுட்பக் காட்சிப்படுத்தல் ஆகும், எனவே AstroPix-க்கு அது நல்ல பொருத்தம். டிடெக்டர் குழு ஏற்கனவே குறைந்த உயர பறப்பு வாய்ப்புகளை, ஒரு அறிவியல் பலூன் மிஷனை உட்பட, பயன்படுத்தியுள்ளது, மேலும் தற்போதைய முன்மாதிரி sounding rocket payload-இன் ஒரு பகுதியாக இருக்கும் என எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. ஆனால் அந்த வாய்ப்புகள் அருகி விண்வெளி வரை மட்டுமே செல்கின்றன. கக்ஷை ஓட்டம் அரிதானது, மேலும் காலப்போக்கில் அமைப்பு எப்படி செயல்படுகிறது என்பதை சோதிக்க மிகவும் மதிப்புமிக்கது.
AstroPix எப்படி செயல்படுகிறது
ஒவ்வொரு AstroPix chip-உம் நான்கு silicon pixel gamma-ray detectors-ஐ கொண்டுள்ளது, மேலும் ஒவ்வொரு detector-இலும் 1,225 pixels உள்ளன. அவற்றின் செயல்பாட்டை செல்போன் கேமராவிலுள்ள image sensor-களுடன் மூலத்தில் ஒப்பிடப்படுகிறது, ஆனால் AstroPix கண்ணுக்குத் தெரியும் ஒளியை விட gamma-ray light-க்கு உணர்திறன் கொண்டது. இந்த ஒப்புமை கருத்தை எளிதாகப் புரிய வைக்கிறது: சாதாரண புகைப்படங்களை உருவாக்குவதற்குப் பதிலாக, இந்த detector மிக உயர்ஆற்றல் photons-ன் தொடர்பை பதிவு செய்கிறது.
திட்டமிடப்பட்ட demonstration payload-இன் பெயர் AstroPix Satellite Technology dEmonstration Payload, அல்லது A-STEP. இது Fly Foundational Robots மிஷனின் Orbital Replacement Unit-இல் ஹோஸ்ட் செய்யப்படும்; இது நகர்த்தக்கூடிய ரோபோடிக் தளம். இந்த இணைப்பு தொழில்நுட்ப ரீதியாக பயனுள்ளது. ஒரு robot-உடன் தொடர்புடைய அமைப்பில் payload-ஐ வைப்பது, detector hardware-ஐயும், robotics செயல்பாடுகள் மற்றும் spacecraft நிலைகள் நடைமுறை சிக்கலை சேர்க்கும் உண்மையான கக்ஷா சூழலில் அது எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதையும் NASA மதிப்பிட உதவும்.
இத்தகைய தொழில்நுட்பக் காட்சிப்படுத்தல்கள் பெரும்பாலும் அமைதியான மைல்கற்கள், ஆனால் அவை மிகப்பெரிய தாக்கத்தை ஏற்படுத்தலாம். விண்வெளி அறிவியலின் பெரும்பகுதி பெரிய ராக்கெட் ஏவுதல்களால் மட்டும் அல்ல, கருவிகளின் வளர்ச்சியிலேயே சார்ந்துள்ளது. மேலும் உணர்திறன் கொண்ட, இலகுவான, module-ஆக அமைக்கக்கூடிய அல்லது எளிதாக ஒருங்கிணைக்கக்கூடிய ஒரு detector முற்றிலும் புதிய கண்காணிப்பு உத்திகளைத் திறக்க முடியும்.
கக்ஷை சோதனை ஏன் இவ்வளவு முக்கியம்
பலூன் அல்லது sounding rocket-இல் சோதிப்பதற்கும் கக்ஷையில் சோதிப்பதற்கும் வித்தியாசம் உள்ளது, ஏனெனில் detector குறுகிய near-space பயணத்திற்குப் பதிலாக நீடித்த விண்வெளி சூழ்நிலைகளுக்கு ஆளாகிறது. இதன் பொருள், பொறியாளர்கள் நிலைத்தன்மை, பின்னணி விளைவுகள், विकிரण எதிர்வினை, மற்றும் பிற செயல்பாட்டு நடத்தைகளை மேலும் உண்மையான முறையில் ஆய்வு செய்ய முடியும். இது, ஒரு science payload-ஐ அந்த தொழில்நுட்பத்தின் மீது அமைக்கலாமா என்பதை முடிவு செய்கிற எதிர்கால mission planners-க்கு இன்னும் வலுவான சரிபார்ப்பு படியாகவும் அமைகிறது.
முழு அறிவியல் மிஷன்களில் பயன்படுத்துவதற்கு முன் AstroPix ஒரு prototype ஆக thorough testing தேவைப்படுவதாக NASA பார்க்கிறது என்பதை மூலத்தில் தெளிவுபடுத்துகிறது. இந்த முன்னெச்சரிக்கை வழக்கமானது, ஆனால் ஊக்கமளிப்பதாகவும் உள்ளது. பல நம்பிக்கையளிக்கும் detector கருத்துகள் அடிப்படை இயற்பியல் தவறாக இருப்பதால் தோல்வியடைவதில்லை. spaceflight கடுமையானதால் அவை தோல்வியடைகின்றன. வெப்ப மாற்றம், विकிரण வெளிப்பாடு, readout noise, இயந்திர கட்டுப்பாடுகள், மற்றும் systems integration அனைத்தும் செயல்திறனை குறைக்கலாம். demonstration missions இத்தகைய பிரச்சினைகளை ஆபத்து அதிகரிப்பதற்கு முன்பே வெளிப்படுத்துவதற்காகவே உள்ளன.
Fly Foundational Robots-இல் ஒரு இடத்தைப் பெறுவதன் மூலம் AstroPix முதிர்ச்சிப் படிக்கட்டில் ஒரு பொருளுள்ள படி எடுக்கிறது. இது laboratory validation-ஐயும், குறுகிய atmospheric flight tests-ஐயும் கடந்து, மேலும் ambitious astronomical பயன்பாட்டுக்கு தேவையான நம்பிக்கை நிலையை நோக்கி நகர்கிறது.
நீண்டகால அறிவியல் சாத்தியம் கொண்ட ஒரு சிறிய மிஷன்
AstroPix கதையை கவர்ச்சியாக 만드는 விஷயம், சிறிய அளவுக்கும் விரிவான சாத்தியத்திற்கும் உள்ள சேர்க்கை. காகிதத்தில், இது ஒரு robotics demonstration-இல் பயணிக்கும் ஒரு prototype detector மட்டுமே. நடைமுறையில், இது high-energy astrophysics-இல் ஒரு observational gap-ஐ மூடுவதற்கான நீண்ட முயற்சியின் ஒரு பகுதி. இந்த தொழில்நுட்பம் எதிர்பார்த்தபடி செயல்பட்டால், AstroPix-ன் எதிர்கால stacked பதிப்புகள் விஞ்ஞானிகள் gamma-ray bursts-ஐ மேலும் பயனுள்ளதாக ஆய்வு செய்யவும், black-hole-powered galaxies-ன் ஆற்றல்மிக்க ஒளியை அதிக தூரங்களில் ஆராயவும் உதவலாம்.
விண்வெளி அறிவியலில் இலக்குவைத்த தொழில்நுட்பப் பணியின் மதிப்பு இதுதான். ஒவ்வொரு முக்கிய முன்னேற்றமும் ஒரு flagship observatory-ஆகத் தொடங்குவதில்லை. சில நேரங்களில், இன்னும் கடினமாக இருக்கும் ஸ்பெக்ட்ரத்தின் ஒரு பகுதியில் சிறிது சிறப்பாகப் பார்க்கக் கூடிய sensor-ஐ கவனமாகத் தேர்ந்தெடுத்து சோதிப்பதிலேயே தொடங்குகிறது. 2027 இறுதிக்கான NASA-வின் AstroPix திட்டம் அந்த மாதிரிக்கு துல்லியமாக பொருந்துகிறது. இது பிரபஞ்சத்தின் சில மிகக் கடுமையான நிகழ்வுகளை மேலும் கூர்மையாகப் பார்க்கும் நோக்கில் எடுத்த ஒரு சிறிய ஆனால் தெளிவான படி.
இந்த கட்டுரை science.nasa.gov வழங்கிய செய்தியறிக்கையை அடிப்படையாகக் கொண்டது. மூலக் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.
Originally published on science.nasa.gov
