Для изучения некоторых явлений в нашей Вселенной, особенно тех, которые связаны с очень высокими энергиями, полезно проводить наблюдения в рентгеновском диапазоне волн. Миссия, которая будет изучать космос именно в рентгеновских лучах, уже готова к запуску. Она называется XRISM (X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission), это совместная работа JAXA, NASA, CSA и ESA, и только что была объявлена дата запуска.
Запуск аппарата на ракете-носителе H2A № 47 запланирован на 26 августа 2023 года с японского космодрома Танегасима. XRISM является преемником космического аппарата для астрономических наблюдений Hitomi, запущенного в 2016 году, но отмененного из-за ошибок в расписании.
Космический аппарат имеет длину 8 м и массу около 2,3 т. Его работа направлена на выяснение происхождения Вселенной путем анализа различных явлений, связанных с высокими энергиями, в таких регионах и объектах, как черные дыры, скопления галактик и звездные взрывы.
Полезная нагрузка XRISM состоит из двух приборов:
- Resolve - рентгеновский спектрометр. Он объединяет в себе рентгеновский зеркальный блок XMA (X-ray Mirror Assembly), соединенный с рентгеновским калориметрическим спектрометром. Он обеспечивает недисперсионное энергетическое разрешение 5-7 эВ в полосе пропускания 0,3-12 кэВ с полем зрения около 3 угловых минут.
- Xtend - рентгеновский прибор для формирования изображений. Состоит из массива четырех ПЗС-матриц, которые расширяют поле зрения спутника до 38 угловых минут на сторону в диапазоне энергий 0,4-13 кэВ, используя идентичный блок рентгеновских зеркал.
В частности, Resolve будет измерять крошечные изменения температуры, возникающие при попадании рентгеновского пучка на детектор размером 6 на 6 пикселей. Для этого детектор должен охладиться до температуры около -270 °C, что всего на долю градуса выше абсолютного нуля. Прибор достигает рабочей температуры после многоступенчатого механического охлаждения в контейнере с жидким гелием размером с холодильник.
Другой прибор Xtend обеспечит XRISM одно из самых больших полей зрения среди всех спутников рентгеновской съемки, летавших до сих пор, и позволит наблюдать область, примерно на 60% превышающую средний видимый размер полной Луны.
Собирая до миллионов рентгеновских лучей от космического источника, Resolve может измерять электромагнитные спектры объекта с очень высоким разрешением. Аппарат будет проводить рентгеновскую спектроскопию с энергией от 400 до 12 000 электронвольт (для сравнения: энергия видимого света составляет около 2-3 электронвольт), измеряя энергию отдельных лучей для построения спектра. Брайан Уильямс, научный сотрудник проекта НАСА XRISM, пояснил:
"Спектры, собранные XRISM, будут самыми подробными из всех, которые мы когда-либо видели для некоторых явлений, которые мы будем наблюдать. Миссия предоставит нам информацию о некоторых наиболее сложных для изучения местах, таких как внутренние структуры нейтронных звезд и струи частиц со скоростью света, порождаемые черными дырами в активных галактиках".