Astronauten gaan de NICER telescoop repareren
NASA is van plan om de NICER-telescoop op het ISS via een ruimtewandeling te repareren. De telescoop heeft een lichtlek dat de waarnemingen beïnvloedt. NICER, geplaatst in de buurt van de zonnepanelen van het station, bestudeert kosmische verschijnselen en dient als testbed voor op pulsar gebaseerde navigatie.
NASA is van plan om NICER (Neutron star Interior Composition Explorer), een röntgentelescoop op het International Space Station (ISS) tijdens een ruimtewandeling later dit jaar te repareren. Het wordt het vierde wetenschappelijke observatorium in een baan om de Aarde dat door astronauten wordt gerepareerd.
Lichtlek
In mei 2023 ontdekten wetenschappers dat NICER eren “lichtlek” had ontwikkeld. Ongewenst zonlicht drong het instrument binnen en bereikt ede gevoelige detectoren van de telescoop. Terwijl het team onmiddellijk stappen ondernam om de impact op de waarnemingen te verzachten, begonnen ze ook na te denken over ene mogelijke reparatie.
Het zonlicht interfereert met het vermogen van NICER om overdag levensvatbare röntgenwaarnemingen te doen. Nachtelijke waarnemingen worden niet beïnvloed en de telescoop blijft ongelooflijke wetenschap produceren. Honderden gepubliceerde artikelen hebben NICER gebruikt sinds het begin van de missie. Door een deel van het binnenlekkende licht te blokkeren kunnen astronomen 24 uur per dag terugkeren naar meer normale werkzaamheden.
De plannen om het probleem op te lossen werden op 12 april 2024 tijdens de 21ste bijeenkomst van de High Energy Astrophysics Division van de American Astronomical Society gepresenteerd.
NICER’s ontwerp en bijdragen
NICER bevindt zich nabij de binnenste stuurdboordzonnepanelen van het station. Vanaf die plek kijkt de telescoop uit op de röntgenhemel en verzamelt gegevens over veel kosmische verschijnselen, zoals regelmatige pulsen van superdichte stellaire overblijfselen die neutronensterren worden genoemd en “lichtecho’s” van opvlammende zwarte gaten. Het waarnemen van deze objecten helpt bij het beantwoorden van vragen over hun aard en gedrag en vergroot ons begrip van materie en zwaartekracht. In 2017 demonstreerde NICER ook het gebruik van pulserende neutronensterren in onze Melkweg om te dienen als navigatiebakens voor toekomstige verkenning van de diepe ruimte via een programma genaamd SEXTANT (Station Explorer for X-ray Timing and Navigation Technology).
De telescoop beschikt voer 56 aluminium röntgenconcentratoren. Elke concentrator heeft een reeks geneste spiegels, ontworpen om röntgenstraling naar een detector over de slaan. Voor de concentrator ligt een dun filter, een thermisch schild genoemd, dat zonlicht tegenhoudt. De concentrator wordt bekroond door een hol rond stuk koolstofcomposiet, een zonnescherm genoemd, met zes segmenten die op een gesneden taart lijken. Het zonnescherm is ontworpen om de concentrators koel te houden in zonlicht en om de kwetsbare thermische schilden te beschermen. Nadat het lichtlek zich had ontwikkeld, onthulden foto’s verschillende kleine beschadigingen in sommige schilden, hoewel de oorzaak ervan nog steeds onduidelijk is.
Uitdagingen bij het onderhoud van NICER
NICER is niet ontworpen voor missieonderhoud. De telescoop werd robotisch geïnstalleerd en vanaf de grond bediend. De mogelijkheid van een reparatie was een spannende uitdaging. Er is zowel een ruimtewandeling- als een robotoplossing overwogen waarbij men zich afvroeg hoe de patches kunnen worden met al wat al aanwezig is op de telescoop en in de gereedschapskisten van het ruimtestation.
Na vele maanden van wikken en wegen werd voor de ruimtewandeling gekozen als weg voorwaarts. De Hubble Space Telescope en de Solar Maximum Mission, evenals de Alpha Magnetic Spectrometer op het ISS, zijn de enige andere wetenschappelijke instrumenten in een baan om de Aarde die door astronauten zijn gerepareerd.
Reparatiestrategie en toekomstige stappen
De Oplossing voor NICER is eenvoudig. Vijf taartvormige wiggen passen in de parasols boven de gebieden met de grootste schade en klikken op hun plaats. De patches zijn ontworpen om te profiteren van een bestaand stuk astronautenuitrusting, een zogenaamde T-handle-tool.
Het is momenteel de bedoeling dat de patches later dit jaar naar het ruimtestation worden gelanceerd. Dit zal met de 21ste commerciële bevoorradingsmissie van Northrop Grumman zijn. Astronauten voltooien hun installatie tijdens een ruimtewandeling, samen met andere taken.
Samenwerkingsinspanningen en wetenschappelijke impact
NICER is een Astrophysics Mission of Opportunity binnen het Explorers Program van de NASA, dat frequente vluchtmogelijkheden biedt voor wetenschappelijk onderzoek van wereldklasse vanuit de ruimte, waarbij gebruik wordt gemaakt van innovatieve, gestroomlijnde en efficiënte managementbenaderingen binnen de wetenschapsgebieden heliofysica en astrofysica. NASA’s Space Technology Mission Directorate ondersteunt de SEXTANT-component van de missie, waarbij pulsar-gebaseerde ruimtevaartnavigatie wordt gedemonstreerd.
NICER werkt ook geautomatiseerd samen met het experiment MAXI (Monitor of All-sky X-ray Image) van JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) om snel sterren en andere objecten waar te nemen die onvoorspelbaar oplichten, waardoor het wetenschappelijk begrip van ons dynamische heelal wordt bevorderd.
Eerste publicatie: 22 april 2024
Bron: Goddard Space Flight Center NASA
