Uhuru (δορυφόρος)

Ο Uhuru ήταν ο πρώτος στην ιστορία τεχνητός δορυφόρος (και γενικότερα διαστημική αποστολή διαρκείας), που είχε ως μοναδικό σκοπό την έρευνα στην αστρονομία ακτίνων Χ. Το ασυνήθιστο όνομα δεν είναι αρχικά, αλλά η λέξη «ελευθερία» στη γλώσσα σουαχίλι. Ονομάσθηκε έτσι προς τιμή της ανακηρύξεως της ανεξαρτησίας της Κένυας, κατά την έβδομη επέτειο της οποίας εκτοξεύθηκε ο δορυφόρος, καθώς η εκτόξευση έγινε έξω από τις ακτές της χώρας αυτής (συγκεκριμένα από την ιταλική Εξέδρα Σαν Μάρκο, κοντά στη Μομπάσα). Ο δορυφόρος έφερε και τις συμβατικές ονομασίες «Εξερευνητής Ακτίνων Χ» (X-ray Explorer Satellite), SAS-A (αρχικά των λέξεων Small Astronomy Satellite A, «Μικρός Δορυφόρος Αστρονομίας Α», όντας ο πρώτος από τα τρία σκάφη SAS), SAS 1 και Explorer 42 (ανήκε στο μεγάλο ερευνητικό διαστημικό Πρόγραμμα Explorer των ΗΠΑ).

 Ο δορυφόρος Uhuru κατασκευάσθηκε στο Κέντρο Διαστημικών Πτήσεων Γκόνταρντ της NASA. Η ξηρή μάζα (χωρίς τα καύσιμα-προωθητικά) του δορυφόρου ήταν 141,5 χιλιόγραμμα. Ο Uhuru εκτοξεύθηκε στις 12 Δεκεμβρίου 1970, ώρα 10:53:50 UTC, σε αρχική τροχιά με απόγειο 560 km, περίγειο 520 km, κλίση 3 μοίρες, εκκεντρότητα 0,002956 και περίοδο περιφοράς 95,7 λεπτά της ώρας. Η αποστολή έληξε τον Μάρτιο του 1973. Ο δορυφόρος περιστρεφόταν και γύρω από τον εαυτό του, μία φορα κάθε 12 λεπτά, και πραγματοποίησε την πρώτη επισκόπηση ολόκληρης της ουράνιας σφαίρας στις ακτίνες Χ, με ευαισθησία περίπου το ένα χιλιοστό της εντάσεως ακτίνων Χ του Νεφελώματος του Καρκίνου. Κατέπεσε στη Γη στις 5 Απριλίου 1979. Οι κύριοι στόχοι της αποστολής ήταν: Η επισκόπηση του ουρανού προς ανακάλυψη κοσμικών πηγών ακτίνων X με ενέργεια φωτονίου 2 ως 20 keV και ένταση μεγαλύτερη από 1,5 × 10−18 joule/(cm2 sec). Ο προσδιορισμός της θέσεως των πηγών αυτών με ακρίβεια της τάξεως των 2 λεπτών της μοίρας για ισχυρές πηγές και λίγων δεκάτων της τετραγωνικής μοίρας για πηγές στο όριο της ευαισθησίας των ανιχνευτών. Η μελέτη της δομής εκτεταμένων πηγών ή σύνθετων περιοχών, με διακριτική ικανότητα περίπου μισής μοίρας. Ο προσδιορισμός των μειζόνων φασματικών χαρακτηριστικών και της μεταβλητότητας των πηγών ακτίνων X. Η διεξαγωγή, όταν είναι δυνατό, συντονισμένες και/ή ταυτόχρονες παρατηρήσεις πηγών ακτίνων Χ με αστεροσκοπεία. Το ωφέλιμο φορτίο του Uhuru αποτελείτο από δύο σετ αναλογικών μετρητών-ανιχνευτών, το καθένα με δραστική επιφάνεια περίπου 840 τετραγωνικών εκατοστομέτρων. Οι μετρητές είχαν απόδοση πάνω από 10% σε φωτόνια ενέργειας 2 ως 20 keV. Το όριο χαμηλής ενέργειας καθοριζόταν από την απόσβεση των παραθύρων βηρυλλίου των μετρητών και ενός λεπτού θερμικού καλύμματος που ήταν απαραίτητο για τη διατήρηση θερμοκρασιακής σταθερότητας μέσα στον δορυφόρο. Το όριο υψηλής ενέργειας καθοριζόταν από τις ιδιότητες του αερίου μέσα στους ανιχνευτές. Ανάλυση ύψους παλμού σε οκτώ ενεργειακά κανάλια χρησιμοποιήθηκε για την απόκτηση πληροφοριών σχετικά με το ενεργειακό φάσμα των φωτονίων. Το ένα σετ ανιχνευτών είχε παράθυρο γωνίας 0,52° επί 0,52° και το άλλο είχε παράθυρο γωνίας 5,2° × 5,2°. Το πρώτο έδινε μεγάλη γωνιακή ανάλυση, ενώ το δεύτερο προσέφερε υψηλότερη ευαισθησία για απομονωμένες πηγές. Ο Uhuru σημείωσε αρκετά και σημαντικά επιστημονικά επιτεύγματα. Τα κυριότερα ήταν η ανακάλυψη και μελέτη μεταβλητών διπλών αστρικών συστημάτων ακτίνων Χ, όπως τα Cen X-3, Vela X-1, και Her X-1, η ταυτοποίηση της πηγής Cygnus X-1 ως του πρώτου ισχυρού υποψηφίου για μαύρη τρύπα και η ανακάλυψη πολλών και σημαντικών εξωγαλαξιακών πηγών. Ο Κατάλογος Uhuru, που δημοσιεύθηκε σε 4 διαδοχικές εκδόσεις («1U», «2U», «3U», «4U»), υπήρξε ο πρώτος ολοκληρωμένος κατάλογος αστρονομικών πηγών ακτίνων X στην ιστορία. Περιέχει 339 πηγές και καλύπτει ολόκληρη την ουράνια σφαίρα στην περιοχή ενεργειών φωτονίου 2 ως 6 keV. Οι πηγές του κάθε καταλόγου ονομάζονται αντιστοίχως με την έκδοση, π.χ. «4U 1700-37». Ο Uhuru στο GSFC της NASA