Integral (Satellit)

Integral (International Gamma-Ray Astrophysics Laboratory) ist der Name eines Gammastrahlen-Observatoriums der Europäischen Weltraumorganisation (ESA). Der Satellit besteht aus zwei Hauptteilen: dem Servicemodul und dem Nutzlastmodul, in dem die vier wissenschaftlichen Instrumente untergebracht sind. Astrium liefert dabei das Antikoinzidenzsystem ACS, welches das Spektrometer vor Interferenzen durch energiereiche Protonen schützt.

Integral startete am 17. Oktober 2002 an Bord einer russischen Proton-K-Rakete. Zu den Hauptaufgaben der Mission gehört die Erforschung der gewaltigsten Objekte im Universum, die sich durch Gammastrahlung offenbaren. Dazu gehören zum Beispiel Schwarze Löcher (Synchrotronstrahlung) oder Gammablitze (Gamma Ray Bursts).

Start

Seit dem Start im Oktober 2002 umkreist Integral die Erde in einer elliptischen Bahn. Diese hat eine Äquatorneigung von 51,7° und befindet sich in einer Höhe zwischen 9.000 und 153.000 Kilometern. Dieser exzentrische Orbit ist notwendig, um die Beobachtungszeit außerhalb des Strahlungsgürtels der Erde, der die Messungen beeinträchtigen könnte, zu maximieren.

Missionsaufgaben

Viele Objekte im Universum strahlen von Zeit zu Zeit große Mengen von Energie ab, entweder in alle Richtungen oder als Jets in kleinen Raumwinkeln. Urheber dieser Ereignisse sind Supernova-Explosionen, Schwarze Löcher und sogenannte Gamma Ray Bursts, die noch wenig verstanden sind. Das Weltraumobservatorium der ESA soll all diese Ereignisse erforschen und zudem viele andere Strahlungsquellen identifizieren.

Im November 2007 wurde die erfolgreiche Mission bis zum 31. Dezember 2012 verlängert.

Integral ist eine internationale Mission, an der alle Mitgliedstaaten der ESA und zusätzlich die USA, Russland, Tschechien und Polen beteiligt sind.

Technische Daten

Die Nutzlast auf Integral besteht im Wesentlichen aus vier Instrumenten:

1. Ein bildgebender Sensor (IBIS) als Gammateleskop erzeugt Bilder im Photonen-Energiebereich von 15 keV - 10 Mev mit einer Auflösung besser als 12 Bogenminuten.
2. Ein Spektrometer (SPectrometer on Integral, SPI) ermittelt sehr genau die Energie der Gammastrahlen.
3. Ein Röntgenstrahlenmonitor (JEM-X) zur Mithilfe bei der Identifizierung der Gammastrahlenquellen.
4. Eine optische Kamera (OMC) mit CCD-Sensor zur Mithilfe bei der Identifizierung der Gammastrahlenquellen.

Integral erfasst energiereiche Strahlung zwischen 3 keV und 10 MeV.

Der Spektrometer SPI erlaubt es, die harte Gammastrahlung mit außergewöhnlicher Genauigkeit zu messen. Es ist sehr viel sensibler gegenüber der Strahlung als jedes vergleichbare Instrument vorher. SPI besitzt 19 Detektoren aus Germanium, die ständig auf minus 183° Celsius gekühlt werden. Um jede Störung der Detektoren zu vermeiden, ist das gesamte Instrument von einer Schutzschicht aus Bismuth-Germanatoxid-Kristallen umgeben. Eine negative Auswirkung dieses Panzers ist seine große Masse: SPI allein wiegt 1,3 Tonnen. Aus diesem Grund kommt das Observatorium auf seine große Gesamtmasse von 4,1 Tonnen vor dem Start. Es ist insgesamt 5 Meter lang und hat 3,7 Meter im Durchmesser.

Der auf Abbildung optimitierte Imager IBIS besteht aus zwei Ebenen - ISGRI und PICsIT, die jeweils mit 4096 und 1024 einzelnen Detektoren, wie Pixel in einer CCD-Kamera, bestückt sind. PICsIT, der untere Detektor, fängt harte Gammaphotonen auf, die durch die obere ISGRI-Ebene einfach durchfliegen.

Der Röntgenmonitor JEM-X besteht aus zwei identischen, gasgefüllten Detektoren, das Prinzip ist ähnlich wie beim deutschen Satelliten ROSAT.

Die optische Kamera besteht aus einem kleinen Teleskop mit etwa 10 Grad Gesichtsfeld und einem CCD mit 1024×1024 Bildpunkten. Eine der Herausforderungen für diese Kamera war es, Glas und CCD hinreichend strahlungsfest zu fertigen.

Siehe auch: ESA, Liste der unbemannten Raumfahrtmissionen, Chandra, XMM-Newton, ROSAT, EXOSAT, COS-B

Weblinks

• EADS Astrium: Integral
• ESA: INTEGRAL (englisch)
• Universität Genf: INTEGRAL Science Data Centre (englisch)
• NSSDC: INTEGRAL (englisch)
• Universität Tübingen: IBIS (englisch)
• Raumfahrer.net: Instrumente und Technik

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