Japan lanceerde met succes de SLIM Moon Lander en de XRISM-telescoop

Donderdagochtend schoot in Japan een telescoop ter grootte van een bus, uitgerust met röntgenzicht, de ruimte in.

Hij was niet de enige. Onderweg was er een robotachtige maanlander ter grootte van een kleine foodtruck. De twee missies – XRISM en SLIM – zullen binnenkort uit elkaar gaan, waarbij de ene eropuit gaat om enkele van de heetste plekken in ons universum te bespioneren, en de andere om de Japanse ruimtevaartorganisatie JAXA te helpen bij het testen van technologieën die zullen worden gebruikt op grootschalige maanmissies. missies. landen in de toekomst.

De start vanaf de kust van Tanegashima, een eiland in het zuidelijke deel van de Japanse archipel, was spectaculair, toen de Japanse H-IIA-raket over de afgelegen lanceerplaats vloog en in de blauwe lucht verdween, bedekt met wat wolken. Ongeveer 47 minuten na de vlucht verschenen lanceerfunctionarissen in een live video-uitzending waarin de missiecontrole werd gevierd terwijl de XRISM- en SLIM-ruimtevaartuigen op weg waren naar hun uiteenlopende kosmische bestemmingen.

🩻🔭🌌

de De taak van röntgenbeeldvorming en spectroscopie – afgekort XRISM (uitgesproken als “chrism”) – is de belangrijkste passagier bij de lancering. Vanuit een baan 560 kilometer boven de aarde zal XRISM de exotische omgevingen bestuderen die röntgenstraling uitzenden, inclusief de aanwas van materiaal dat rond zwarte gaten draait, het brandende plasma dat clusters van sterrenstelsels doordringt, en de overblijfselen van massieve exploderende sterren.

Gegevens van de telescoop zullen licht werpen op de beweging en chemie van deze kosmische locaties met behulp van een techniek genaamd spectroscopie, die afhankelijk is van veranderingen in de helderheid van bronnen op verschillende golflengten om informatie over hun samenstelling te extraheren. Deze technologie geeft wetenschappers inzicht in enkele van de hogere-energetische verschijnselen in het universum en zal bijdragen aan het algemene beeld van het universum met meerdere golflengten dat astronomen hebben getekend.

Makoto Tashiro, hoofdonderzoeker en astrofysicus van de telescoop bij de Japan Aerospace Exploration Agency, schreef in een e-mail dat XRISM-spectroscopie “energiestromen tussen hemellichamen van verschillende schaalniveaus zal onthullen” met ongekende nauwkeurigheid.

De Japanse ruimtevaartorganisatie leidt de missie in samenwerking met NASA. De European Space Agency heeft meegewerkt aan de bouw van de telescoop, waardoor een deel van de waarneemtijd van de telescoop wordt besteed aan astronomen uit Europa.

XRISM is een reconstructie van de Hitomi-missie, een ruimtevaartuig van de Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) dat in 2016 werd gelanceerd. De Hitomi-telescoop liep weken na zijn missie uit de hand en Japan verloor het contact met het ruimtevaartuig.

Brian J. zei: “Het was een verwoestend verlies”, zegt Williams, een astrofysicus bij het Goddard Space Flight Center van NASA, die deel uitmaakte van het Hitomi-team en nu een XRISM-projectwetenschapper is. De weinige gegevens die Hitomi verzamelde, waren een verleidelijk voorproefje van wat een missie als deze te bieden had.

“We wisten dat we deze missie echt opnieuw moesten bouwen, omdat dit de toekomst van de röntgenastronomie is”, zei Dr. Williams.

In tegenstelling tot andere golflengten van licht kunnen kosmische röntgenstralen alleen worden gedetecteerd van boven de atmosfeer van de aarde, wat ons beschermt tegen schadelijke straling. XRISM zal zich aansluiten bij het grote aantal andere röntgentelescopen die zich al in een baan om de aarde bevinden, waaronder NASA’s Chandra röntgenobservatoriumdie in 1999 werd gelanceerd, en NASA’s X-ray Polarimetry Explorer, die zich in 2021 bij de partij voegde.

Wat XRISM onderscheidt van deze taken is een instrument genaamd Resolve, dat moet worden gekoeld tot slechts een fractie boven het absolute nulpunt zodat het instrument kleine temperatuurveranderingen kan meten wanneer röntgenstralen het oppervlak raken. Het missieteam verwacht dat de spectrale gegevens van Resolve dertig keer nauwkeuriger zijn dan die van Chandra’s instrumenten.

Leah Corrales, de astronoom van de Universiteit van Michigan die werd geselecteerd als co-wetenschapper voor de missie, ziet XRISM als een ‘pioniersvoertuig’ dat ‘de volgende stap in röntgenwaarnemingen’ vertegenwoordigt. Door middel van geavanceerde spectroscopie zal Dr. Corrales de samenstelling van interstellair stof analyseren om inzicht te krijgen in de chemische evolutie van ons universum.

De hoge kwaliteit van de gegevens verzameld door XRISM-spectroscopie zou kunnen aanvoelen als een bezoek aan dezelfde extreme omgevingen, zegt Jan Uy-Ness, een astronoom bij de European Space Agency die het selectieproces voor voorstellen voor de observatietijd voor Europa zal beheren.

“Ik kijk uit naar de spectroscopische revolutie”, zei hij, eraan toevoegend dat deze de weg zal vrijmaken voor de ambitieuzere röntgentelescopen van de toekomst.

XRISM heeft ook een tweede tool genaamd Xtend die gelijktijdig met Resolve werkt. Terwijl Resolve inzoomt, zoomt Xtend uit, waardoor wetenschappers complementaire beelden krijgen van dezelfde röntgenbronnen over een groter gebied. Volgens Dr. Williams is de Xtend minder krachtig dan het beeldapparaat op de oudere Chandra-telescoop, die werd gebouwd Enkele van de meest opmerkelijke uitzichten op het röntgenuniversum op een date gaan. Maar Xtend zal het universum in beeld brengen met een resolutie die vergelijkbaar is met de manier waarop onze ogen het zouden kunnen waarnemen als we röntgenzicht zouden hebben.

Zodra XRISM zich in een lage baan om de aarde bevindt, zullen de onderzoekers de komende maanden de instrumenten bedienen en hun prestaties testen. Dr. Tashiro zei dat de wetenschappelijke activiteiten in januari zullen beginnen, maar dat de eerste datagestuurde studies mogelijk pas over een jaar of langer verschijnen. Voorafgaand aan enige ontdekking was hij opgewonden om de instrumenten in actie te zien, en voegde eraan toe: “We zullen de nieuwe wereld van de röntgenastronomie zeker zien zodra deze operationeel is.”

Meer dan iets anders kijkt Dr. Williams uit naar de ‘onbekende onbekenden’ die XRISM zou kunnen ontdekken. “Elke keer dat we een nieuwe vaardigheid ontgrendelen, ontdekken we iets nieuws over het universum”, zei hij. ‘Wat zou dat zijn? Ik weet het niet, maar ik ben benieuwd om erachter te komen.’

🌕🌗🌑

De Intelligent Lunar Exploration Lander, of SLIM, is het volgende robotachtige ruimtevaartuig naar de maan, maar is mogelijk niet het volgende dat landt.

SLIM maakt een lange indirecte vlucht van minimaal vier maanden en heeft minder drijfgas nodig. Het zal enkele maanden duren voordat de lander een baan om de maan bereikt, waarna hij een maand in een baan om de maan zal doorbrengen voordat hij een landing op het oppervlak zal proberen nabij de krater Xiuli aan de dichtstbijzijnde kant van de maan.

Dat betekent dat twee Amerikaanse ruimtevaartuigen, van Astrobotic Technology uit Pittsburgh en Intuitive Machines uit Houston, die later dit jaar zouden kunnen lanceren en een directere baan naar de maan zouden kunnen afleggen, SLIM aan de oppervlakte kunnen verslaan.

Hoewel SLIM een camera bij zich heeft die meer te weten kan komen over de samenstelling van rotsen rond de landingsplaats, zijn de primaire doelstellingen van de missie niet wetenschappelijk. Het is eerder een demonstratie van een nauwkeurig navigatiesysteem, bedoeld om een ​​voetbalveld verderop op de doellocatie te landen.

Momenteel kunnen maanlanders proberen te landen binnen enkele kilometers van hun aangewezen landingsplaats. De landingszone voor het Indiase ruimtevaartuig Chandrayaan-3, dat vorige maand als eerste met succes in het zuidpoolgebied van de maan landde, was bijvoorbeeld 11 kilometer breed en 55 kilometer lang.

In zijn persmap zei het Japan Aerospace Exploration Agency dat de op visie gebaseerde systemen in veel landers beperkt zijn omdat de computerchips die in de ruimte worden aangedreven slechts ongeveer een honderdste van de verwerkingskracht hebben van de beste chips die op aarde worden gebruikt.

Voor SLIM heeft de Japan Aerospace Exploration Agency beeldverwerkingsalgoritmen ontwikkeld die snel kunnen draaien op langzamere ruimtechips. Terwijl SLIM zijn afdaling nadert, zal de camera de afdaling van het ruimtevaartuig naar het maanoppervlak helpen begeleiden; Radar en lasers zullen de hoogte en de daalsnelheid van het ruimtevaartuig meten.

Vanwege de botsingsrisico’s die met de huidige systemen gepaard gaan, worden maanlanders meestal naar vlakker, minder interessant terrein gestuurd. Een nauwkeuriger navigatiesysteem zou toekomstige ruimtevaartuigen in staat stellen te landen in de buurt van ruig terrein van wetenschappelijk belang, zoals kraters met bevroren water nabij de zuidpool van de maan.

Bij de lancering woog SLIM meer dan 1.500 pond; Ruim tweederde van het gewicht bestaat uit drijfgas. Daarentegen wogen de Indiase maanlander en zijn kleine rover ongeveer 3.800 pond, en de begeleidende stuwkrachteenheid die de twee uit de baan van de aarde naar de maan stuwde, voegde 4.700 pond toe.