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एस्ट्रोसैट के लिए सॉफ्ट एक्सरे टेलिस्कोप (एसएक्सटी) के साथ पहली लाइट

सितंबर 28, 2015 को एस्ट्रोसैट ऑनबोर्ड पर लॉन्च किए गए मृदु एक्स-रे ग्रेझिंग घटना दोगुना प्रतिबिम्बित टेलीस्कोप (नीचे दिखायी गयी ऑप्टिक और कैमरा के साथ) अपने फोकस पर शीतल सीसीडी के साथ पेश किया गया है।

 

     

एसएक्सटी का योजनाबद्ध दृश्य                                                       एसएक्सटी के वास्तविक दृश्य

 

समुच्चयित एक्सरे ऑप्टिक्स के सामने का दृश्य

फ़ोकल प्लेन कैमरा असेंबली

एसएक्सटी को पूर्व-योजनापूर्वक तरीके से प्रयोग में लाया गया जैसा नीचे बताया गया है, और यह अच्छी तरह से कार्य कर रहा है ।

पहला काम था कैमरे के भीतर दबाव पैदा करना क्योंकि कैमरे के भीतर लॉन्च के 24 दिनों पहले इसे निकाल दिया गया था। सीसीडी में किसी भी संक्षेपण से बचने के लिए यह बहुत महत्वपूर्ण है कि पहले से ही ठंड फ्रिंजर से ठंडा किया जा सकता है, जो बारी-बारी से हीट पाइप से रेडिएटर प्लेट से सैटेलाइट के एक हिस्से पर जुड़ा हुआ है, जिसे सूर्य से दूर रखा जाता है। इसलिए, प्रसंस्करण इलेक्ट्रॉनिक्स 30 सितंबर को चालू किया गया था, और एचओपी (उच्च आउटपुट पैराफिन) मोटर द्वारा शुरू की गई वाल्व को खोलकर कैमरा प्रारंभिक मौके पर शुरू किया गया था। प्रत्येक दिन इसे दैनिक आधार पर 26 अक्टूबर तक जारी रखा गया था। कक्षा -42सी और -60सी के फैलाव में कक्षा के विभिन्न हिस्सों में ~ 12 डिग्री तापमान में ठंडा फ्रिंजर भिन्न होता है। सीसीडी का एक ही तापमान था। इन तापमान का मानीटरण किया गया और 9 अक्टूबर को, थर्मो-इलेक्ट्रिक कूलर (टीईसी) को समाप्त करने के बाद और तापमान नियंत्रण सर्किट को चालू कर दिया गया था। सीसीडी तापमान तब लगभग -82सी के आसपास स्थिर था, इस सेट बिंदु के आसपास केवल -2सी का स्विंग था । यह -80सी के नियोजित मूल्य से, सेट प्वाइंट थोड़ा ठंडा है,  लेकिन सीसीडी पर स्थिर तापमान प्रदान करता है, जो कि ठंडे फ्रिंजर के तापमान के बड़े स्विंग के बावजूद मिशन के माध्यम से जारी रहने की संभावना है। वास्तव में थोड़ी ठंडी सीडीडी पूरे मिशन में बहुत अच्छा प्रदर्शन सुनिश्चित करती है। निम्नलिखित दिनों में, सीसीडी के ऑपरेशन के विभिन्न तरीकों और आंतरिक कैलिब्रेशन स्रोतों से स्पेक्ट्रा को ले जाया गया और जमीन पर थर्मो-वैक परीक्षा के दौरान मूल्यों के अनुरूप होना पाया गया। इस प्रकार फोकल प्लेन कैमरा को उम्मीद के मुताबिक काम करना पड़ा और खगोल विज्ञान के लिए दरवाजे के खुलने का इंतजार करना पड़ा।

 

सीसीडी के सामने पतली (0.2 माइक्रोन के साथ 0.2 माइक्रोन, एल्यूमीनियम कोटिंग के 0.2 माइक्रोन) ऑप्टीकल अवरोधन फ़िलर को एलईडी ऑन पर जांचा गया था और इसे बरकरार रखा गया। यह 11 अक्टूबर को किया गया था और नीचे दिखाए गए परिणाम (बाएं) पूर्व-लॉन्च अवलोकन के समान है। 5 अंशांकन स्रोतों के एक्स-रे प्रतिबिंब (कोने पर चार और कैमरे के दरवाजे के नीचे केंद्र में एक) भी नीचे (दाएं) दिखाया गया है, और यह दर्शाता है कि एक्स-रे प्रदर्शन उत्कृष्ट है।

          

12 अक्टूबर, 2015 को ली गई आंकड़ों के आधार पर पाँच अंशांकन स्रोतों से प्राप्त ऊर्जा स्पेक्ट्रम नीचे दिखाया गया है:

     

प्री-लॉन्च थर्मो-वैक परिणामों के आधार पर सभी प्रमुख लाइनों को स्पष्ट रूप से देखा जा सकता है। वर्तमान प्रतिक्रिया मॉडल के साथ प्रारंभिक फिट और कुछ पहचाने जाने वाली लाइनें प्राइमरी लाइनों से दिखाया जाता है और इन्हें फिट होना उत्कृष्ट पाया जाता है। कृपया ध्यान दें डेटा लॉग-लॉग स्केल पर रखे गए हैं, जो कम ऊर्जा में छोटे अंतर को बढ़ाता है, और इससे आगे सुधार किया जाएगा।

एक्स-रे ऑप्टिक्स के शीर्ष के टेलीस्कोप द्वार को 15 अक्टूबर को खोला गया था। प्रकाशिकी के दूरबीन ट्यूब संरचना को इस प्रकार सभी अवशिष्ट गैसों को बाहर निकालने की इजाजत दी गई थी, जो कि दूरबीन ढांचे के अंदर निर्मित हो सकती थी, लॉन्च से पहले (कैमरा द्वार को अक्टूबर 26 को खोलने के लिए निर्धारित किया गया था)। सभी तापमान (प्रकाशिकी, ठंडे फ्रिंजर, सीसीडी) पहले से तय किए गए थे (ऊपर ग्राफ देखें), और सीसीडी बयास मोड में डाल दिया गया था और डेटा एकत्र किए गए थे । सभी सीसीडी विशेषताओं: लाभ, रव स्तर आदि पांच रेडियोधर्मी (Fe55) स्रोतों का उपयोग करते हुए अपरिवर्तनीय पाए गए थे और इस प्रकार उत्कृष्ट आकार में थे।

सबसे अधिक क्रिटिकल ऑपरेशन कैमरा द्वार खोलना था। यह सुनिश्चित करने के लिए कैमरे के अंतिम संवातन के बाद यह निर्धारित किया गया था कि कैमरा का दरवाज़ा खोलने पर बहुत पतली ऑप्टिकल अवरुद्ध फ़िल्टर किसी अंतर के दबाव का अनुभव नहीं करता। कैमरे का दरवाज़ा 26 अक्टूबर को @ 06:30 यूटी पर खोला गया था। दूरबीन, इसके पहले कौशल करके पीकेएस2121-304 में इंगित किया गया था - एक उज्ज्वल ब्लेज़र (एक विशेष प्रकार का क्वसार जिसमें सुपरल्यूमिनियल जेट होता है - कणों की धारा लगभग प्रकाश की गति से बढ़ती हुई- लगभग दूरबीन की ओर इशारा करते हुए) लगभग 1.5 अरब प्रकाश वर्ष दूर था। यह वह क्षण है जिसका हम इंतजार कर रहे थे। एक बार जब हम पीकेएस2155-304 के लिए अवलोकन के पीसी मोड में बदल गए थे, तो हम लगभग सीसीडी को केंद्र में देख सकते थे जैसे उम्मीद थी प्रारंभिक विश्लेषण से प्राप्त परिणाम नीचे दिए गए चित्र में दिखाए गए हैं और हम सीसीडी पर केंद्रित पीकेएस2155-304 से एक्स-रे देखने के लिए उत्साहित थे। यह पुष्टि की कि एक्स-रे ऑप्टिकिक्स पूरी तरह से काम कर रहा है, और मिशन के लोग स्रोत के प्रति उचित और बहुत स्थिर इंगित करने में सक्षम हैं। ~3 आर्केमिन द्वारा सटीक केंद्रीय स्थिति से स्रोत का थोड़ा सा ऑफसेट, त्रुटि की ओर इशारा करते हुए आंतरिक संरेखण में बहुत छोटी त्रुटि होने की संभावना है। स्रोत बल (0-12 प्रकार की घटनाओं के लिए) ने ~5 सीपीएस है, पृष्ठभूमि के साथ <~ 0.1 सीपीएस, निम्न स्थिति में होने वाले स्रोत के अनुरूप है प्रारंभिक विश्लेषण यह भी दर्शाता है कि psf लगभग हमारी उम्मीदों के ठीक भीतर 2.5 आर्सिन (एफडब्ल्यूएचएम) है । प्रकाश वक्र और एक्स-रे स्पेक्ट्रा का अध्ययन किया जा रहा है। यह स्रोत सीसीडी के अलग ऑफसेट स्थितियों में 3 नवंबर तक एक्स-रे ऑप्टिकिक्स के लिए विशेष रूप से चिह्नित करने के लिए लगातार जारी किया जा रहा है। क्रॉस-कैलिब्रेशन के लिए स्विफ्ट के साथ-साथ अवलोकन की भी योजना बनाई गई है। ऑप्टिकल अवरुद्ध फिल्टर की दक्षता का मूल्यांकन करने के लिए एसएक्सटी एक्स-रे अंधेरे तारों पर ध्यान केंद्रित करेंगे। विभिन्न प्रकार के कई अन्य स्रोतों के अवलोकनों को मार्च 2016 तक आने वाले महीनों में पूरी तरह से एसएक्सटी को चिह्नित करने की योजना बनाई गई हैं।

द्वार खोलने के बाद अन्य काम तुरंत एलसीडी को चालू करके पतली (0.2 माइक्रोन) ऑप्टिकल अवरुद्ध फिल्टर की अखंडता का कैमरे के अंदर 2 मिनट के लिए जांच करना था । यद्यपि यह ऑपरेशन तब हुआ जब उज्ज्वल पृथ्वी एसएक्सटी के दृश्य में थी, जो एसएक्सटी कैमरा पर चमकता था, हम त्वरित दृश्य डेटा में  स्वस्थ फिल्टर की एक झलक पाने में सक्षम थे, हालांकि कुछ समय लगा। एसएक्सटी द्वारा उज्ज्वल धरती के दृश्य के दौरान, प्रकाश हर पिक्सेल को घटनाओं के साथ उभरता है, और सीसीडी के लिए बफर आकार सीसीडी में पिक्सल की कुल संख्या का 10% है, इसलिए यह अधूरा फ्रेम जमीन पर प्रसारित करता है। इसलिए एसएक्सटी अवलोकनों, खगोलीय अवलोकनों को उज्ज्वल पृथ्वी को देखने से वंचित करती है । पृथ्वी द्वारा ग्रहण होने पर स्रोत की अवधि के साथ संयुक्त अवधि का अर्थ है कि एसएक्सटी के साथ निरीक्षण करने की दक्षता लगभग 35% होगी, सिवाय इसके कि आकाश निर्देशांक में ध्रुवीय क्षेत्रों की तरफ इशारा करते हो। यह अपेक्षा के अनुरूप है।

अंत में, एसएक्सटी संवेदनशीलता, स्थानिक और स्पेक्ट्रल रिजोल्यूशन के संदर्भ में अपने विनिर्देशों के अनुसार कार्य कर रहा है, और ब्रह्मांड में खगोलीय वस्तुओं को देखना शुरू कर दिया है।

[एसएक्सटीपी का निर्माण टाटा इंस्टीट्यूट ऑफ फंडामेंटल रिसर्च, मुंबई, यूनिवर्सिटी ऑफ लीसेस्टर, यूके, विक्रम साराभाई अंतरिक्ष केंद्र, तिरुवनंतपुरम, इसरो उपग्रह केंद्र, बेंगलुरु, अंतरिक्ष उपयोग केंद्र (सैक), अहमदाबाद के सहयोग से किया गया है । पुणे, मुंबई और बेंगलूर में कई उद्योगों ने पेलोड के निर्माण में भाग लिया।]