Описание
NuSTAR (SMEX 11) – космическая обсерватория NASA в программе малых космических спутников SMEX (Small Explorer). Его размеры 1,2 x 2,2 м при запуске и 1,2 x 10,9 м в ОКП, масса составляет 350 кг. Он выведен на орбиту 575 x 600 км и наклонением 6º. Полезная жизнь, ограниченная высотой орбиты, оценивается в семь лет, хотя первичная миссия продолжится только два года. Солнечные панели могут производить 729 ватт энергии.
Спутник использует платформу LEOStar-2. Это первый космический телескоп жесткого рентгеновского диапазона (7-80 кэВ), работающий на принципе скользящего отражения – отражения рентгеновских и гамма-лучей под очень малыми углами к поверхности зеркал. Работа в этом участке электромагнитного спектра ранее велась только с использованием принципа кодирующей апертуры, что существенным образом ограничивало их чувствительность. В приборах, работающих по принципу кодирующей апертуры, сигнал источника необходимо вычленять на фоне большого инструментального фона, собираемого с практически всего детектора. В случае зеркальной системы фотоны источника проецируются в малую часть детектора, и, следовательно, влияние инструментального фона на измерения может быть на порядки меньше.
Разработка телескопа началась в 2005 году, однако в 2007-м году из-за сокращения бюджета NASA на научные программы, проект был закрыт. Но уже в тот же год учёные возобновили работы по разработке телескопа и в начале 2012 года он был построен. Инструменты NuSTAR состоят из двух соосных телескопов со специальным покрытием поверхности и детекторов новой разработки, что позволит им эффективно работать до энергий 70-80 кэВ. Фокальная длина телескопа составляет около 10 м. Такая большая фокальная длина телескопа при малом размере спутника будет достигаться за счет раздвижения специальных ферм уже после вывода спутника на орбиту. Прототип телескопов NuSTAR (под названием HEFT) был успешно испытан при запуске на баллоне в 2005 году. Ожидается, что чувствительность зеркальной системы спутника NuSTAR будет превышать чувствительность лучших современных инструментов этого энергетического диапазона обсерваторий INTEGRAL и SWIFT более чем в 100 раз.
Основные научные задачи обсерватории:
- обзор площадок неба (включая область центра Галактики) с максимальной чувствительностью для изучения популяций черных дыр различных масс и компактных объектов;
- построение карт излучения радиоактивных элементов в молодых остатках вспышек сверхновых;
- изучение происхождения релятивистских струй частиц, вылетающих из сверхмассивных черных дыр.
В дополнение к основной программе ожидается, что при помощи NuSTAR будет достигнут прогресс в различных областях астрофизики, от происхождения космических лучей до физики экстремальных состояний вещества у компактных объектов в нашей Галактике и картографирования микровспышек на Солнце. Планируется, что NuSTAR будет участвовать в наблюдениях транзиентных объектов неба (наблюдения Target of Opportunity).