Αστεροσκοπείο ακτίνων Γάμα, Κόμπτον

Το Αστεροσκοπείο Ακτίνων γ «Κόμπτον» (Compton Gamma Ray Observatory και συντομογραφικά CGRO ή GRO) ήταν ένα διαστημικό αστεροσκοπείο για την ανίχνευση φωτονίων από ουράνια σώματα που κάλυπταν μία πολύ μεγάλη περιοχή του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, με ενέργειες από 20 keV («σκληρές» ακτίνες Χ) μέχρι 30 GeV (ακτίνες γ). Λειτούργησε σε τροχιά γύρω από τη Γη, κατά τη δεκαετία του 1990. Διέθετε 4 διαφορετικούς ανιχνευτές-τηλεσκόπια σε ένα ενιαίο μεγάλο σκάφος. Μετά από 14 χρόνια προετοιμασίας, το GRO εκτοξεύθηκε από το Διαστημικό Λεωφορείο Ατλαντίς κατά την αποστολή STS-37, στις 5 Απριλίου 1991, και λειτούργησε μέχρι την πτώση του στη Γη, στις 4 Ιουνίου 2000.. Τέθηκε σε χαμηλή περιγήινη τροχιά, σε ύψος 450 χιλομέτρων. Υπήρξε το βαρύτερο ωφέλιμο φορτίο για έρευνα στην αστρονομία που είχε τεθεί μέχρι τότε σε τροχιά, έχοντας μάζα 17.000 χιλιόγραμμα. Με κόστος 617 εκατομμύρια δολάρια, το CGRO ήταν ένα μέλος της σειράς «Μεγάλα Αστεροσκοπεία», μαζί με το Διαστημικό τηλεσκόπιο Χαμπλ, το Τηλεσκόπιο Ακτίνων Χ Τσάντρα και το Διαστημικό τηλεσκόπιο Σπίτζερ. Το CGRO ονομάσθηκε προς τιμή του Arthur Holly Compton. Το αστεροσκοπείο καταστράφηκε στην ατμόσφαιρα τον Ιούνιο του 2000.

 Το GRO ήταν εξοπλισμένο με 4 επιστημονικά όργανα-πολλαπλούς ανιχνευτές, τα οποία κάλυπταν μία χωρίς προηγούμενο σε εύρος περιοχή του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος: έξι τάξεις μεγέθους, από ενέργεια φωτονίου 20 keV μέχρι 30 GeV. Κατά σειρά αυξανόμενης ενέργειας, τα όργανα αυτά ήταν τα παρακάτω: Το «Πείραμα εκλάμψεων και παροδικών πηγών» (Burst and Transient Source Experiment, BATSE) του Κέντρου Διαστημικών Πτήσεων Marshall της NASA ερεύνησε τα ουράνια σε αναζήτηση εκλάμψεις ακτίνων γ στα 20 ως πάνω από 600 keV). Διεξήγαγε όμως και επισκοπήσεις όλης της ουράνιας σφαίρας για μακρόβιες πηγές. Αποτελείτο από οκτώ πανομοιότυπα τμήματα ανιχνευτή, από ένα σε κάθε γωνία του GRO. το κάθε τμήμα περιελάμβανε από έναν Ανιχνευτή Μεγάλου Εμβαδού (Large Area Detector, LAD) ιωδιούχου νατρίου, που κάλυπτε την περιοχή 20 keV ως περίπου 2 MeV (διαστάσεις 50,48 cm διάμετρος και 1,27 cm πάχος), και έναν Φασματοσκοπικό Ανιχνευτή (διάμετρος 12,7 cm και πάχος 7,62 cm) NaI, που επεξέτεινε την περιοχή των υψηλών ενεργειών μέχρι τα 8 MeV. Περιβάλλονταν αμφότεροι από σπινθηριστή πλαστικού σε ενεργό αντιρρόπηση των πολλών πυρηνικών αντιδράσεων υποβάθρου που προέρχονταν από τις κοσμικές ακτίνες και την παγιδευμένη ακτινοβολία. Αιφνίδιες αυξήσεις στις καταγραφές των LAD πυροδοτούσαν τη λειτουργία (mode) αποθηκεύσεως δεδομένων με υψηλή ταχύτητα, με τις λεπτομέρειες της εκλάμψεως να διαβιβάζονται στο τμήμα τηλεμετρίας αργότερα. Κατά την εννιάχρονη λειτουργία του GRO καταγραφόταν περίπου μία έκλαμψη ακτίνων γ ανά ημέρα. Μία έκλαμψη μεγάλης εντάσεως μπορούσε να οδηγήσει στην παρατήρηση πολλών χιλιάδων φωτονίων ακτίνων γ μέσα σε 0,1 ως 100 δευτερόλεπτα. Το «Πείραμα Φασματομέτρου Προσανατολισμένων Σπινθηρισμών» (Oriented Scintillation Spectrometer Experiment, OSSE) του Ερευνητικού Εργαστηρίου του Πολεμικού Ναυτικού (Naval Research Laboratory) ανίχνευε ακτίνες γ ενεργειών 0,05 ως 10 MeV, που εισέρχονταν στο πεδίο παρατηρήσεως οποιουδήποτε εκ των τεσσάρων του ανιχνευτών, που μπορούσαν να σημαδεύσουν προς ορισμένη κατεύθυνση ανεξάρτητα ο ένας από τους άλλους. Ο κάθε ανιχνευτής είχε ένα κεντρικό φασματόμετρο σπινθηρισμών (κρύσταλλο NaI) διαμέτρου 30,3 cm και πάχους 10,2 cm συζευγμένο οπτικώς πίσω με έναν κρύσταλλο CsI(Na) πάχους 7,62 cm και παρόμοιας διαμέτρου, με τα οπτικά σήματα να ανιχνεύονται από 7 φωτοπολλαπλασιαστές. Το οπτικό πεδίο ήταν ορθογώνιο παραλληλόγραμμο.