Los miembros del equipo trabajan en el instrumento del globo ComPair antes de probarlo en una cámara de vacío en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. La directora de proyectos de ComPair, Regina Caputo (al frente, a la derecha), el estudiante de posgrado Nicholas Kirschner (Universidad de George Washington, a la izquierda) y el científico Nicholas Cannady (Universidad de Maryland, condado de Baltimore, en la parte de atrás) estudian varios componentes de ComPair para determinar qué se debe “aprovechar” o conectar a los sistemas de energía y a la computadora de a bordo. Crédito: Centro de Vuelo Espacial Goddard NASA/Scott Wiessinger
Ingenieros y científicos enviaron el instrumento ComPair de la NASA a Fort Sumner, Nuevo México, antes de su vuelo programado para agosto al comienzo de la campaña de globos de otoño de 2023 de la NASA.
El objetivo de ComPair es probar nuevas tecnologías para estudiar los rayos gamma, la forma de luz de mayor energía. Fue ensamblado y probado en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland.
“El rango de energías de rayos gamma al que apuntamos con ComPair no está bien cubierto por los observatorios actuales”, dijo Carolyn Kierans, investigadora principal del instrumento en Goddard. “Esperamos que, después de un exitoso vuelo de prueba en globo, las futuras versiones de la tecnología se utilicen en misiones espaciales”.
ComPair está diseñado para detectar rayos gamma con energías de 200.000 a 20 millones de electronvoltios. (En comparación, la energía de la luz visible es de 2 a 3 electronvoltios). Las supernovas y los estallidos de rayos gamma, las explosiones más poderosas del cosmos, brillan más en este rango, al igual que las galaxias activas más masivas y distantes que están alimentadas por agujeros negros supermasivos. Los científicos saben esto porque pueden ver una fracción de la luz emitida por estas galaxias con el telescopio espacial de rayos gamma Fermi de la NASA, que observa rayos gamma de mayor energía.
Los miembros del equipo de ComPair preparan un instrumento de prueba de vacío térmico. Una vez cerrada, la cámara comenzará a simular las condiciones que experimentará la misión en un vuelo en globo que la llevará a una altitud de aproximadamente 40.000 metros (133.000 pies), casi cuatro veces la altitud de crucero de un avión comercial. Crédito: Centro de Vuelo Espacial Goddard NASA/Scott Wiessinger
ComPair debe su nombre a dos formas de detectar y medir los rayos gamma: la dispersión Compton y la generación de vapor. La dispersión de Compton ocurre cuando la luz golpea una partícula, como un electrón, y le imparte algo de energía. La producción de pares ocurre cuando un rayo gamma roza contra el núcleo de un átomo. La interacción convierte el rayo gamma en un par de partículas: un electrón y su contraparte de antimateria, el positrón.
El instrumento ComPair consta de cuatro componentes principales:
- Un rastreador que contiene 10 capas de detectores de silicio que señalan las posiciones de los rayos gamma entrantes.
- Un calorímetro de alta resolución que mide con precisión los rayos gamma de baja energía dispersados por Compton
- Otro calorímetro que mide energías más altas de pares electrón-positrón.
- Detector anticoincidencia que detecta la entrada de partículas cargadas de alta energía llamadas rayos cósmicos, lo que permite que otros instrumentos ComPair las ignoren
Un miembro de la banda ComPair pone su mano sobre el instrumento. ComPair incluye cuatro componentes principales: un rastreador, un calorímetro de baja energía y alta resolución, un calorímetro de alta energía y un detector de contra-coincidencia. El rastreador y los calorímetros se apilan uno encima del otro y estudian los rayos gamma. El detector anticoincidencia detecta la entrada de partículas cargadas de alta energía, llamadas rayos cósmicos, lo que permite que otros detectores ComPair las ignoren. Crédito: Centro de Vuelo Espacial Goddard NASA/Scott Wiessinger
El equipo de la misión ensambló todos los componentes y los probó en una gran cámara de vacío térmico en Goddard para evaluar cómo se desempeñarían a la altura del globo. El siguiente paso es hacer volar el instrumento. En vuelo, el ComPair ascenderá a una altitud de aproximadamente 40.000 metros (133.000 pies), que es casi cuatro veces la altitud de crucero de un avión comercial.
ComPair se aprovechará de una de las principales cargas útiles de globos que volarán durante la campaña anual de globos de Fort Sumner de la NASA. Los globos científicos de la NASA ofrecen acceso frecuente y de bajo costo al espacio cercano para la investigación científica y la maduración tecnológica en campos como la astrofísica, la heliofísica y la investigación atmosférica, así como la capacitación para la próxima generación de líderes en ingeniería y ciencia.
ComPair es una colaboración entre Goddard, el Laboratorio de Investigación Naval en Washington, DC, el Laboratorio Nacional Brookhaven en Upton, Nueva York y el Laboratorio Nacional Los Alamos en Nuevo México.
Proporcionado por el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA