NASA Lancerà un Pallone Aerostatico Che Misurerà i Raggi Gamma nella Nebulosa del Granchio

Iniziando da ieri, 18 Settembre 2011, la struttura di lancio della NASA a Fort Sumner, in New Mexico, ospiterà un gruppo di scienziati dell'Università di New Hampshire che tenteranno di spedire un pallone aerostatico fino a 39.600 metri con uno strumento pesante una tonnellata che sarà usato per misurare con altissima precisione i raggi gamma emessi dalla pulsar presente al centro della Nebulosa del Granchio, che è ciò che rimane di una grandissima supernova esplosa nel 1053 e vista e registrata da astronomi arabi e cinesi. Il lancio dipenderà molto dal tempo meteorologico ovviamente ed il tempo massimo entro cui effettuare la missione è alla fine della prossima settimana.

Il Gamma Ray Polarimeter Experiment (GRAPE), progettato e costruito al Space Science Center del UNH Institute per gli Studi della Terra, gli Oceani e lo Spazio (EOS), è uno sforzo per applicare un nuovo tipo di tecnologia allo studio di raggi gamma celesti.
Nel particolare, l'obbiettivo del progetto GRAPE è studiare la polarizzazione dei raggi gamma provenienti dalle sorgenti cosmiche. La radiazione "polarizzata" vibra in una direzione preferita e l'ampiezza di questa polarizzazione può fornire importanti indizi riguardo a come la radiazione è stata generata. In altre parole è come ricevere dati da una sonda presente sul posto.

I raggi gamma, come quelli emessi dalla Pulsar del Granchio, sono generalmente prodotte dalle interazioni di raggi altamente accelerati di particelle subatomiche, che possono arrivare anche a quasi la velocità della luce.
"Pensiamo che un raggio accelerato di particelle sia la fonte della radiazione ad alta energia che proviene dalla Pulsar del Granchio, ma la struttura del raggio ed il meccanismo per cui la radiazione è generata non è interamente chiaro" ha spiegato Mark McConnell, professore alla SSC e scienziato presso il dipartimento di Fisica dell'UNH.

Riuscire a rilevare la polarizzazione dei raggi gamma può fornire agli astrofisici una conoscenza migliore dell'accelerazione di particelle nello spazio, un processo onnipresente e importantissimo ma poco compreso, che genera radiazione e avviene in tutto l'Universo, dai buchi neri, alle pulsar fino al campo magnetico della Terra (la magnetosfera).

Il volo dalla base di New Mexico, che dovrebbe durare fino a 40 ore, non è progettato per raggiungere l'obbiettivo finale di questo progetto, cioè lo studio dei Gamma-ray burst (GRB). Per riuscire a fare quello sarà necessario un ulteriore volo sopra l'Antartide, dove il pallone, per via dei venti circumpolari presenti tra Dicembre e Gennaio, dovrebbe circolare il polo per 30-40 giorni.

"Per studiare i GRB (esplosioni di raggi gamma) come fenomeno, dobbiamo avere molto più tempo a disposizione perché avvengono in maniera random nel cielo ad una frequenza di circa 1 al giorno e possono durare fino a solo un paio di minuti. Quindi sarà necessario un volo particolarmente lungo per misurare un numero sufficiente di GRB." ha spiegato McConnell.
Tuttavia, lo scienziato fa notare che una dimostrazione più breve che fosse un successo potrebbe dimostrare la validità della nuova strumentazione, fornendo la migliore misurazione dei raggi gamma emessi dalla Nebulosa del Granchio mai ottenuta.

"Dovremmo riuscire ad ottenere dei risultati scientifici molto utili riguardo alla Pulsar del Granchio durante questo volo, e impiegheremmo soltanto 24 ore per riuscirci" ha spiegato l'astronomo.

Il concetto dietro GRAPE è stato sviluppato presso la SSC nei ultimi 15 anni e nel 2007 il primo volo dimostrativo su piccola scala è volato prendendo con se un singolo polarimetro per dimostrare il concept. Nella sua attuale incarnazione, il GRAPE usa 16 polarimetri progettati e costruiti alla SSC. Per un volo alla piena potenza sopra l'Antartide, userà 32 polarimetri e osserverà l'intero cielo per dare la caccia a radiazione proveniente dai GRB o da eventuali brillamenti solari.

Questo volo dell'esperimento GRAPE servirà anche come test dal punto di vista ingegneristico per altri due esperimenti UNH che voleranno insieme al rilevatore. Il primo esperimento è il Fast Compton Telescope, o FACTEL, che sarà spedito per capire se riesce a resistere all'ambiente altamente radioattivo per poter completare meglio il suo design. Il FACTEL è uno sforzo portato avanti dal professore di fisica Jim Ryan e si basa sui lavori degli scienziati della SSC e degli ingegneri che hanno costruito l'Imaging Compton Telescope (COMPTEL) che si trovava a bordo del Compton Gamma Ray Observatory (CGRO) che fu spedito in orbita nel 1991. FACTEL rappresenta uno sforzo per mettere alla prova i più recenti sviluppi tecnologici richiesti per produrre una versione migliorata del COMPTEL, per riuscire ad ottenere immagini radicalmente più efficienti e nitide.

Un secondo progetto ingegneristico riguarda un nuovo tipo di tecnologia da usare come rilevatore, che si basa sui fotomultiplicatori in silicio. Questa tecnologia, portata avanti dal professore Peter Bloser, viene usata per leggere i segnali generati dai rilevatori di radiazione. Questa rappresenta una nuova frontiera che potrebbe rilevarsi molto utile per diverse applicazioni spaziali della NASA.

I palloni spediti ad alte altitudini, con volumi che possono arrivare anche a 850.000 metri cubici (abbastanza da contenere un intero campo da calcio) sono stati usati diverse volte per portare esperimenti della NASA ai confini con lo spazio, negli ultimi 50 anni. E' un modo rapido e poco costoso per condurre esperimenti nello spazio senza dover spedire oggetti in orbita e rappresentano un eccelente opportunità per progetti di ricerca per i studenti, o per mettere alla prova nuove tecnologie. Tre studenti laureati in fisica stanno attualmente lavorando al progetto come parte dei loro studi per il dottorato di ricerca e diversi studenti laureandi sono stati coinvolti nelle operazioni di preparazione.

http://www.unh.edu/news/cj_nr/2011/sep/ds16gamma.cfm

  Categorie: Astrofisica, Gamma-Ray Burst, NASA, Tecnologia/Razzi | Commenta per primo »