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BeppoSAX

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목차

1. 개요

BeppoSAX는 3축 안정화 위성으로, 1분 각의 지향 정확도를 가졌으며, 1996년부터 2003년까지 운영되었다. 이 위성은 0.1~300 keV의 넓은 에너지 대역에서 물체를 관측할 수 있는 5개의 과학 장비를 탑재했다. 주요 하위 시스템으로는 자세 궤도 제어 시스템(AOCS)과 온 보드 데이터 처리기(OBDH)가 있었다. BeppoSAX는 감마선 폭발(GRB) 감지에 기여했으며, 광시야 카메라(WFC)를 통해 GRB의 정확한 위치를 파악하고 X선, 광학 및 전파 잔광에 대한 상세한 관측을 가능하게 했다.

2. 위성 특징

BeppoSAX는 3축 안정화 위성으로, 1분 각(′)의 정밀한 지향 성능을 가졌다. 태양 전지판으로 전력을 공급받았으며, 태양 전지판의 법선은 태양에서 30° 이내로 유지되어야 했다. 일부 광시야 카메라(WFC) 관측 시에는 45°까지 간헐적으로 벗어날 수 있었다.[2] 저궤도 위성이었기 때문에 말린디 지상국과 통신 시간이 제한적이었다. 450Mbit 용량의 테이프 장치에 데이터를 저장하여 지상국 통과 시 매 궤도마다 지상으로 전송했다. 기기에 사용 가능한 평균 데이터 속도는 약 60kbit/s였지만, 각 궤도의 일부에 대해 최대 100kbit/s의 최대 속도를 유지할 수 있었다.[2]

위성의 주요 하위 시스템은 다음과 같다.[2]

하위 시스템설명
자세 궤도 제어 시스템 (AOCS)자세 결정 및 궤도 복구를 담당하는 반응 제어 서브 시스템을 조작 및 작동시켰다. 자력계, 태양 획득 센서, 3개의 별 추적기, 6개의 자이로스코프(3개는 중복), 3개의 자력 토크기, 4개의 반작용 휠을 포함하며, 전용 컴퓨터로 제어되었다. 광원 관측 및 분당 10° 회전율로 기동하는 동안 1분 각의 지향 정확도를 보장했다.
온 보드 데이터 처리기 (OBDH)위성 데이터 관리 및 시스템 제어의 핵심으로, 위성과 지상국 간 통신 인터페이스를 관리했다. 각 기기 활동 및 통신 버스 등 모든 서브 시스템 프로세서 활동을 감독했다.



태양 전지를 닫았을 때 위성 크기는 높이 3.6m, 직경 2.7m였다. 총 질량은 1400kg, 탑재체는 480kg이었다.[2] 태양 전지 전력은 3kW, 데이터 발생은 1GB/궤도(90분)였다.

2. 1. 구조

BeppoSAX는 세 가지 기본 기능적 하위 조립체로 구성되었다.[6]

  • 서비스 모듈은 위성의 하단 부분에 위치하며, 모든 서브 시스템과 과학 기기의 전자 상자를 수용했다.
  • 탑재체 모듈은 과학 기기와 별 추적기를 수용했다.
  • 열 차폐 구조는 탑재체 모듈을 둘러쌌다.[6]

3. 관측 장비

베포삭스는 0.1~300 keV의 넓은 에너지 대역을 관측할 수 있는 5개의 과학 장비를 탑재했다. 처음 4개의 장비(저에너지 집중 분광기(LECS), 중간 에너지 집중 분광기(MECS), 고압 가스 신틸레이션 비례 계수기(HPGSPC), 인광체 검출기 시스템(PDS))는 같은 방향을 가리켰고, 광시야 카메라(WFC)는 2~30 keV 범위에서 작동하는 두 개의 코드 조리개 카메라로 구성되어 넓은 영역을 관측했다. WFC는 PDS의 차폐 기능으로 보완되어 100~600 keV 대역에서 (거의) 전천 뷰를 제공하여 감마선 폭발(GRB) 감지에 이상적이었다.[7]

이론적으로 PDS에서 GRB가 감지된 후 WFC로 위치를 정밀하게 조정했지만, PDS의 많은 스파이크 때문에 실제로는 WFC를 사용하여 GRB를 발견했다. 발견된 좌표는 국제천문연맹(IAU) 및 감마선 폭발 좌표 네트워크 회보로 신속하게 전송되어 전 세계의 광학 관측소에서 후속 관측을 가능하게 했다.

3. 1. 장비 상세

BeppoSAX에는 다음 5개의 과학 장비가 탑재되었다.

  • 저에너지 집중 분광기 (LECS): MECS와 유사하지만, 더 얇은 창을 사용하여 0.1 keV까지의 저에너지 광자를 관측할 수 있도록 설계되었다. 그러나 4 keV 이상의 데이터는 보정 문제로 인해 사용되지 않았다.[10]
  • 중에너지 집중 분광기 (MECS): 3개의 동일한 가스 신틸레이션 비례 계수기로 구성되어 1.3~10 keV 범위에서 작동한다.[8] 1997년 5월 6일, 3개의 MECS 장치 중 하나가 고전압 전원 공급 장치 결함으로 인해 작동을 멈췄다.[9]
  • 고압 가스 신틸레이션 비례 계수기 (HPGSPC): 고압(5기압) 환경에서 작동하는 가스 신틸레이션 비례 계수기이다. 고압은 고밀도를 의미하며, 이를 통해 최대 120 keV까지의 광자 검출이 가능했다.[11]
  • 인광체 검출기 시스템 (PDS): 요오드화 나트륨/요오드화 세슘 결정체 신틸레이션 검출기로, 최대 300 keV까지의 광자를 흡수할 수 있다.[12] 낮은 경사 궤도와 배경 거부 능력 덕분에 민감한 고에너지 장비 중 하나로 꼽힌다.[12]
  • 광시야 카메라 (WFC): 2~30 keV 범위에서 작동하는 두 개의 코드 조리개 카메라로 구성되어 있으며, 각 카메라는 40 x 40도(반치전폭(full width at half maximum) 20 x 20도)의 하늘 영역을 관측했다. WFC는 PDS의 차폐 기능을 통해 100-600 keV 대역에서 (거의) 전천 뷰를 제공하여 감마선 폭발(GRB) 감지에 이상적이었다.[7] PDS에서 감마선 폭발(GRB)이 감지되면, WFC를 통해 위치를 정밀하게 파악했다. 이후 해당 좌표는 국제천문연맹(IAU) 및 감마선 폭발 좌표 네트워크 회보를 통해 신속하게 전 세계에 공유되었다.

4. 갤러리

참조

[1] 웹사이트 NASA, NSSDC Master Catalog: 1996-027A https://nssdc.gsfc.n[...] NASA 2015-07-06
[2] 웹사이트 Mission overview http://people.oas.in[...] Italian National Institute of Astrophysics 2022-10-13
[3] 웹사이트 Observation of Gamma-Ray Bursts by BeppoSAX https://www.slac.sta[...] Stanford University 2022-10-12
[4] 웹사이트 Atlas and Titan Space Operations at Cape Canaveral 1993-2006 https://afspacemuseu[...] Air Force Space Museum 2022-10-14
[5] 웹사이트 Latest news from the BeppoSAX project https://www.ssdc.asi[...] Italian Space Agency 2022-10-12
[6] 논문 BeppoSAX, the wide band mission for X-ray astronomy https://aas.aanda.or[...]
[7] 논문 The Wide Field Cameras onboard the BeppoSAX X-ray Astronomy Satellite https://aas.aanda.or[...] 1997-10-01
[8] 웹사이트 The medium-energy concentrator spectrometer on board the BeppoSAX X-ray astronomy satellite https://hera.gsfc.na[...] nasa.gov 2022-10-12
[9] 웹사이트 BeppoSAX Status https://hera.gsfc.na[...] nasa.gov 2022-10-13
[10] 뉴스 The low-energy concentrator spectrometer on-board the SAX X-ray astronomy satellite https://hera.gsfc.na[...] nasa.gov 2022-10-13
[11] 웹사이트 The High Pressure Gas Scintillation Proportional Counter on-board the BeppoSAX X-ray Astronomy Satellite https://hera.gsfc.na[...] nasa.gov 2022-10-13
[12] 웹사이트 The high energy instrument PDS on-board the SAX X-ray astronomy satellite https://hera.gsfc.na[...] nasa.gov 2022-10-13


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