Fermi kosminis teleskopas

{| border=1 align=right cellpadding=4 cellspacing=0 width=300 style="margin: 0 0 1em 1em; background: #F9F9F9; border: 1px #aaa solid; border-collapse: collapse; font-size: 95%;"
|+Fermi gama spindulių kosminis teleskopas
|-
| align="center" colspan=2 | </small>
|-
| Organizacija || NASA, JAV Energetikos departamentas, ir vyriausybės agentūros, Prancūzijos, Vokietijos, Italijos, Japonijos ir Švedijos.
|-
| Pagrindiniai rangovai || General Dynamics
|-
| Orbitos aukštis || 550 km
|-
| Orbitinis periodas ||  95 minutės
|-
| Paleidimo data || 2008-06-11 16:05 UTC
|-
| Raketa nešėja|| Delta II 7920-H 
|-
| Tiriamas bangų diapazonas || Gama spinduliuotė
|-
| align="center" colspan="2" | Internetinis puslapis: fermi.gsfc.nasa.gov/
|}

 
Fermi gama spindulių kosminis teleskopas – tai kosminė observatorija gama spindulių astronominiams stebėjimams iš artimos Žemei orbitos. Šios observatorijos pagrindinis mokslinis prietaisas yra didelio ploto teleskopas (LAT), kuriuo astronomai daugiausia ketina atlikti viso dangaus, astrofizikos ir kosmologijos reiškinių, tokių kaip aktyvių galaktikų branduolių (pulsarų), ar kitų didelės energijos šaltinių ir tamsiosios energijos tyrimus. Kitas Fermi kosminės observatorijos mokslinis prietaisas yra gama žybsnių monitorius (Gamma-ray Burst Monitor (GBM); anksčiau GLAST Burst Monitor), naudojamas tirti gama spindulių žybsniams kosminėje erdvėje.

GLAST buvo paleistas 2008 m. birželio 11 d. 16:05 GMT Delta II 7920-H raketa. Šią misiją parengė NASA, JAV Energetikos departamentas ir Prancūzijos, Vokietijos, Italijos, Japonijos ir Švedijos vyriausybinės agentūros. 

2008 m. rugpjūčio 2 d. NASA paskelbė, kad ieško naujo pavadinimo, kuris galėtų apibūdinti GLAST misiją ir atkreiptų dėmesį į gama spindulių ir didelės energijos astronomijos sritį.

 Apžvalga 
Fermi turi du mokslinius prietaisus, Didelio ploto teleskopą (LAT) ir gama spinduliuotės žybsnių monitorių (GBM). LAT yra vaizdo gavimo gama spinduliuotės detektorius (pora pertvarkymo instrumentų), kuris aptinka nuo apie 30 milijonų iki maždaug 300 milijardų elektronvoltų (30 MeV–300 GeV) fotonų energiją, ir kurio matomumo laukas tesudaro 20 % dangaus. Jis veikia panašiai kaip EGRET mokslinis prietaisas Komptono gama spindulių kosminėje observatorijoje. 

GBM sudaro 14 scintiliacijos detektorių (dvylika natrio jodido kristalų nuo 8keV iki 1MeV ir du bismuto germanato kristalai jautrus nuo 150keV iki 30MeV). Jie gali aptikti gama spinduliuotes šių eilių energijos spektre visame danguje, Žemė tam visai netrukdo.

General Dynamics Advanced Information Systems (anksčiau Spectrum Astro ir dabar Orbital Sciences), Gilberto mieste, Arizonoje, suprojektavo ir pastatė kosminį zondą, kuris kosmose objektus tirs moksliniais prietaisais. Jis keliaus mažoje, apskritimo formos orbitoje, kurios periodas apie 95 min. Kosminis zondas skries aplink Žemę, ir išlaikydamas orientaciją kosminėje erdvėje, galės pasirinkti kokius kosminius objektus stebėti.

Šis kosminis zondas išlaikys savo orientaciją, todėl jo moksliniai prietaisai galės stebėti toliausius Visatos objektus, su rocking judėjimu, padedančiu suvienodinti dangaus aprėptį. Moksliniais prietaisais Visata bus tiriama maždaug 16 kartų per dieną. 

Abu moksliniai prietaisai buvo testuojami. Vibracija, vakuumas, taip pat aukštos ir žemos temperatūros, kad garantuotų, mokslinių prietaisų galimus išbandymus ir jie toliau galėtų veikti kosmose. Jie buvo sujungti su erdvėlaiviu pagrindinėje dinamikos kilimo (General Dynamics ASCENT facility)'' laboratorijoje Gilberto mieste, Arizonoje.

NASA jungtinis administratorius mokslui Alanas Sternas NASA štabe, paskelbė viešą konkursą nuo 2008 m. vasario 7 d. Iki 2008 m. kovo 31 d., kad pervadintų, sugalvotų pavadinimą GLAST, kuris būtų kažkuo prisimenamas, kad pažymėtų šią įspūdingą naują astronomijos misiją. Vardas, kuris yra traukiantis dėmesį, lengvas pasakyti ir padėsiantis daryti palydovą ir jo misiją pietų stalo ir klasės diskusijos tema. 2008 m. rugpjūčio 26 d., GLAST buvo pervadintas "Fermi gama spindulių kosminis teleskopas" garbei Enrico Fermi, pionieriaus aukštos energijos fizikoje.

Misija 

NASA sukūrė 5 metų trukmės misiją, su 10 metų trukmės veiklos tikslais.

Pagrindiniai  mokslo tikslai, GLAST užduotys, aprašyti kaip:
 Suprasti dalelių greitinimo mechanizmų veikliųjų galaktikos branduolių (AGN), pulsarų, ir supernovų liekanos (SNR).
 Išspręsti gama spindulių dangų: nenustatytų šaltinių gama spindulių šaltiniai ir difuzinė emisija.
 Nustatyti didelės energijos kiekio elgesį su gama spinduliuote ir jos suyrimu.
 Įrodyti tamsiąją medžiagą (pvz., ieškant gama spindulių perteklių nuo Paukščių Tako centro) ir ankstyvąją visatą.
 Ieškoti garinimo pirmapradžių mikroskopinių juodųjų skylių (MBH) ir iš jų numanomų gama sprogimų padarinių .(Hawking spinduliuotės komponentai).

Nacionalinė mokslų akademija, priėmė šią misiją kaip prioritetą. Daug naujų galimybių ir atradimų tikimasi iš šios vienintelės misijos, kad ji labai padės suvokti ir suprasti mūsų požiūrį į Visatą. \:

 Blazarai ir aktyvios galaktikos 
Studijuojuoti energijos spektrus ir jų kintamumą, šviesos bangos ilgius iš blazarų, siekiant nustatyti juodosios skylės spalvas, skirtas tiesiogiai į Žemės kompoziciją - ar jie yra:
(a) elektronai ir pozitronai arba jų deriniai
(b) tik protonai. 
 Gama žybsniais
Studijuoti gama žybsnius, energijos spektrą kelis kartus intensyviau nei bet kada anksčiau, kad mokslininkai galėtų juos suprasti geriau.
 * Neutroninės žvaigždės
Studijuoti jaunesnius, energingesnius pulsarus mūsų galaktikoje "Paukščių takas", geriau nei kada nors anksčiau, kad būtų išplėstas supratimas apie šias žvaigždes. 

Studijuoti impulsinius išmetamų magnetosferos pulsarus, kaip jie atsiranda. Tirti, kaip pulsarai generuoja  tarpžvaigždinių dalelių vėjus.
 Kosminiai spinduliai ir supernovų liekanos
Studijuoti geriau, nei kada nors anksčiau ar supernovų liekanos yra atsakingos už tarpžvaigždinius pagreičius subatominių dalelių.
 Paukščių Tako galaktika
 Pateikti naujus duomenis, siekiant pagerinti esamus teorinius modelius, apie mūsų pačių galaktiką.
 * Gama spindulių foninė spinduliuotė
Studijuoti geriau, nei kada nors anksčiau ar aktyvus galaktikos branduolys ir eilinė galaktika yra atsakingos už gama spindulių foninės spinduliuotes.
 Ankstyvoji Visata
Studijuoti geriau, nei bet kada anksčiau kaip pasikeitė koncentracijos, matomos ir ultravioletinės šviesos  per tam tikrą laiką. Misija turėtų lengvai aptikti E = mc22 tinkantį modelį, kur energija iš tiesų buvo paversta mase, ankstyvojoje Visatoje.
 Saulė
Studijuoti geriau nei, bet kada anksčiau, kaip mūsų Saulė gamina gama spindulius Saulės blykstėse.
 Tamsioji materija
Ieškoti įrodymų, kad tamsioji materija sudaro silpnai sąveikaujančios masyvios dalelės, papildant duomenimis panašiais eksperimentais, kaip  jau numatyto Didžiojo Hadronų 
kolaiderio (Large Hadron Collider), taip pat kitose požeminėse detektoriuose gaunama informacija.
 Fundamentalioji fizika
Bandyti geriau nei kada nors anksčiau nustatyti, tam tikras nustatytas teorinės fizikos žinias, pavyzdžiui, ar šviesos greitis vakuume yra pastovus, nepriklausomai nuo bangos ilgio. Einšteino bendroji reliatyvumo teorija kartu su kvantinės gravitacijos modeliais teigia, kad  ji to lemti negali. Ieškoti gama spindulių skleidžiamų iš buvusios juodosios skylės. Nustatyti, ar fotonai natūraliai padalinti į mažesnius fotonus, kaip ir buvo numatyta Kvantinėje mechanikoje.
 Nežinomi atradimai
Mokslininkai nustatė labai daug galimybių naujiems mokslo atradimams, netgi revoliucinių atradimų, kuriuos gali lemti ši vienintelė misija.

Misijos būsena

Paleidimas 

2008 m. birželio 11 d. kosminė observatorija sėkmingai atsiskyrė nuo nešančios raketos po maždaug 75 min.

Orbita 
Fermi skrieja žemoje Žemės apskritimo orbitoje 550 km aukštyje (340 mylių), ir 28.5 laipsnių polinkyje.

Programinės įrangos pakeitimai 
GLAST gavo, kai kuriuos nedidelius pakeitimus savo kompiuterių programinėje įrangoje, 2008/06/23.

Naudojami LAT/GBM kompiuteriai 
Dauguma LAT komponentų buvo įjungti, 2008/06/24. LAT aukšta įtampa buvo įjungta, 2008/06/25, ir teleskopas pradėjo aptikti didelės energijos daleles iš kosmoso, tačiau buvo reikalinga šiek tiek kalibruoti instrumentą. GBM aukšta įtampa taip pat buvo įjungta, 2008/06/25, bet GBM dar reikėjo vienos savaitės bandymų / kalibravimo prieš ieškant gama spinduliuotės žybsnių.

Sky Survey būsena 
GLAST perėjo į "Sky Survey būseną" 2008 m. birželio 26 dieną, kad būtų pradėti viso dangaus  stebėjimai kas tris valandas (abi orbitos pusės).

Atradimai 

Pirmasis svarbus atradimas buvo, kai kosminis teleskopas aptiko 1 CTA Supernovos liekaną, kuri pasirodė  išmeta tik gama spinduliuotės spindulių juostas . Tai buvo pirmasis 
tokio pobūdžio pulsaras.

Šis naujas pulsaras žybsi kas  316.86 milisekundės ir yra apie 4600 š.m. atstumu nuo mūsų planetos.

2008 m. rugsėjo mėn. gama žybsnį GRB 080916C į Mergelės žvaigždyną, užfiksavo Fermi teleskopas. Šis žybsnis turėjo didžiausią užfiksuotą energijos kiekį.  Sprogimas buvo galingumo sulyg  9000 paprastųjų supernovų, o reliatyvistinė medžiagos čiurkšlė pasiekė 99,9999%  šviesos greičio. Apskritai, GRB 080916C buvo didžiausio bendro energijos kiekio, greičiausio judėjimo ir didžiausio  pradinio energijos kiekio kada nors matytas gama žybsnis.

Glast instrumentai

Gama Žybsnių Monitorius (GBM) 
Gama žybsnių monitorius (GBM) (anksčiau GLAST Burst Monitor) aptinka staigius gama spindulius, atsirandancius iš gama žybsnių ar Saulės blyksčių. Scintilatoiais yra palydovo abiejuose pusėse, apžiūrėti visam dangui, kurio žemė neuždengia. Dizainas yra optimizuotas gerai skiriamajai gebai laiku ir fotonų energijai.

"Gama spindulių žybsniai yra labai ryškus, todėl mes matome juos, nors jie yra už milijardų šviesmiečių, o tai reiškia, kad jie atsirado prieš milijardus metų, ir mes matome, kaip jie atrodė tada, sako Charles Meegan iš NASA Maršalo kosminių skrydžių centro".

Didelio ploto teleskopas (LAT) 
Didelio ploto (erdvės) teleskopas (LAT) detektuoja individualius gama spindulius, naudojant technologiją, panašią į naudojamas žemės dalelių greitintuvuose. Fotonai trenkiasi į ploną metalo lakštą, pereina į elektronų-pozitronų poros būseną. Šis procesas vadinamas "porų gaminimas". Šios įkrautos dalelės pereina pro sluoksniuotus  silicio mikrojuostelinių detektorius, dėl jonizacijos, kuri pagamina aptinkamą nedidelį impulsą elektrinio krūvio.
Mokslininkai gali sujungti informaciją iš kelių sluoksnių šio trackerio  ir nustatyti dalelių trajektoriją. Praėjus pro trackerį,  dalelės patenka į  calorimeterį, kuris susideda iš cezio jodido scintiliatoriaus kristalų, kurių pagalba bus galima  nustatyti bendrą  dalelių energiją. LAT apžvalgos laukas yra didelis, apie 20% dangaus. Jo vaizdų skiriamoji geba yra nedidelė.

Nuorodos

Nuorodos 

 NASA website for Fermi
 Fermi Mission Profile by NASA's Solar System Exploration
 Stanford University Fermi website (LAT)
 GBM website at Marshall Space Flight Center
 Fermi public outreach and education website 
 Fermi Science Support Center
 "GLAST into space" article in symmetry magazine
 "Window on the Extreme Universe" article in Scientific American, December 2007 issue. Note: full article on website requires subscription.
 List of published papers based on LAT data
 "New kind of pulsar discovered" in Cosmos Online 
 Fermi's music: The GLAST Prelude and Cosmic Reflection

Teleskopai
NASA