A HaloSat a közelmúltban a Nemzetközi Űrállomásról pályára állított CubeSat, amely a Világegyetem hiányzó anyagának kereséséhez végez méréseket.
A HaloSatot a NASA Wallops-szigeti központjából 2018. május 21-én indított, J. R. Thompsonról elnevezett Cygnus teherűrhajó (OA-9E jelű repülés) vitte a Nemzetközi Űrállomásra (ISS), ahonnan július 13-án állították önálló Föld körüli pályára. A HaloSatot a Blue Canyon Technologies vállalat az XB1 CubeSat vázra építette, a hat egységes (6U) CubeSat műholdat giroszkópokkal, csillagkövetőkkel és kihajtható napelemtáblákkal szerelték fel. A műhold 30 ívmásodpercnél pontosabban irányozható. Három röntgendetektorát az Amptek Inc. vállalat építette, ezek hasonlóak azokhoz, amilyeneket az ISS fedélzetén működő, a neutroncsillagok belső szerkezetét vizsgáló NICER (Neutron star Interior Composition Explorer) kísérletben használnak. A kutatók reményei szerint a HaloSat egy évig dolgozik. Bíznak abban, hogy a legfényesebb objektumok esetében már ezen egy év alatt is eredményeket tudnak felmutatni, más objektumoknál a küldetés befejezését követő 6–12 hónapon belül.
Az Orbital ATK Antares rakétája 2018. május 21-én indította a Cygnus teherűrhajót az ISS-hez, a rakományban kapott helyet a HaloSat. (Kép: NASA / Aubrey Gemignani)
A HaloSat küldetésének tervezői nem kisebb feladatra vállalkoztak, mint hogy a kis műholddal megpróbálnak a Világegyetemben hiányzó anyag nyomára bukkanni. A kutatást az Iowai Egyetem munkatársai vezetik, a mérésekkel a Tejútrendszert körülvevő, gázállapotú halo anyagának röntgenemisszióját vizsgálva szeretnék megtalálni a barionos anyagnak azt a hányadát, amelyet eddig más módszerekkel nem sikerült. A tömeg és energia világegyetembeli eloszlására vonatkozó, a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzást vizsgáló mérések a Világegyetemnek az ősrobbanás után 370 000 évvel elért állapotát mutatják. Ezek szerint a Világegyetemet 70%-ban sötét energia, 25%-ban sötét anyag és 5%-ban barionos anyag alkotja (utóbbi jelenti mindazt a közönséges anyagot, amely protonokból, neutronokból és elektronokból áll, és amely a csillagokat, bolygókat és minden más ismert objektumot felépít). Ugyanakkor az ismert objektumokat számba véve a csillagászok csak a barionos anyag mintegy feléről tudnak számot adni, a másik fele „hiányzik”. Ennek erednének nyomába a HaloSat méréseivel. Ha sikerülne ezt a hiányzó anyagot megtalálni, az segítene tisztázni, hogyan jöttek létre a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás tanúsága szerint homogén állapotból a Világegyetem ma megfigyelhető struktúrái.
Fantáziarajz a Föld körül keringő HaloSat műholdról. (Kép: Blue Canyon Technologies)
Az egyik elképzelés szerint a hiányzó anyag a galaxisok közötti teret kitöltő vagy a galaxisokat körülvevő halót alkotó forró anyag formájában lehet jelen. Feltételezésük szerint a Tejútrendszer halójában található gáz hőmérséklete 2 millió kelvin körül lehet – ennek (elsősorban az ionizált oxigén röntgensugárzás alapján történő) kimutatására vállalkozik a HaloSat.
A mérés végrehajtása során a legnagyobb technikai nehézséget az jelenti, hogy a napszél és a Föld légköre kölcsönhatása során keletkező röntgensugárzás elnyomja a galaktikus halo röntgensugárzását. Előbbi erőssége viszont a naptevékenységtől függ, ezért nehéz korrekciót alkalmazva leválasztani a mért sugárzásról. A HaloSat úgy próbálja megkerülni ezt a problémát, hogy 90 perces keringési idejű pályájának csak az éjszakai részén, azaz 45 percig végzi a méréseket, míg a nappali oldalon napelemei feltöltik az akkumulátorait. A HaloSat a 400 és 2000 elektronvolt (eV) közötti energiájú röntgensugárzást figyeli meg, vagyis ugyanabban az energiatartományban dolgozik, mint a Chandra- és az XMM–Newton-röntgentávcsövek. Utóbbiakkal ellentétben azonban a HaloSat látómezeje nagy, 100 négyzetfok, ami lehetővé teszi a teljes égbolt hatékony átvizsgálását. A kutatók remélik, hogy a HaloSat fel tudja térképezni a Tejútrendszer gázhalóját, legalább annyira, hogy el lehessen dönteni, hogy az a Tejútrendszer lapult alakját követi, vagy inkább gömbszimmetrikus. Ha a gáz eloszlása nem homogén, akkor a HaloSat ki fogja tudni mutatni az eltéréseket.
A HaloSatot július 13-án Ausztrália fölött az ISS-ről állították pályára. (Animált kép: Nanoracks / NASA) Kapcsolódó cikkek: Kapcsolódó linkek:
Új teherűrhajó: Cygnus OA-9E
CubeSattal a hiányzó anyag nyomában (Sky & Telescope)
A NASA sajtóközleménye
HaloSat
NICER kísérlet (NASA)
A Naprendszert kutató űrszondák adását vevő mélyűri követőhálózat legrégebbi és legjelentősebb létesítménye a Mojave-sivatag kaliforniai részén az űrfelvételen is látható.
