極端紫外線探検家

極端紫外線探検家

EUVE宇宙船
名前	エクスプローラー67 EUVE
ミッションタイプ	紫外線天文学
オペレーター	米航空宇宙局（NASA）
コスパーID	1992-031A
SATCAT番号	21987
Webサイト	ssl.berkeley.edu/euve
ミッション期間	6か月（計画） 8.5年（実績）
宇宙船の特性
宇宙船	エクスプローラー LXVII
宇宙船の種類	極端紫外線探検家
バス	マルチミッションモジュラー宇宙船 (MMS)
メーカー	宇宙科学研究所
打ち上げ質量	3,275 kg (7,220 ポンド)
力	1100ワット
ミッション開始
発売日	1992年6月7日 16:40:00 UTC
ロケット	デルタ 6920-10 (デルタ 210)
発射場	ケープカナベラル、LC-17A
請負業者	マクドネル・ダグラス宇宙航行会社
入隊	1992年6月7日
ミッション終了
無効化	2001年1月31日
最後の連絡	2001年2月2日
減衰日	2002年1月31日
軌道パラメータ
参照システム	地球中心軌道[1]
政権	低軌道
近地点高度	515 km (320 マイル)
遠地点高度	527 km (327 マイル)
傾斜	28.40°
期間	94.80分
楽器
極端紫外線深宇宙探査 極端紫外線全天探査
エクスプローラープログラム

極端紫外線探査機（EUVEまたはエクスプローラー67）は、紫外線天文学用のNASA宇宙望遠鏡であった。EUVEはNASAのエクスプローラー宇宙船シリーズの一部であった。1992年6月7日に波長7～76nm（エネルギー換算で0.016～0.163keV）の紫外線（UV）放射を観測する機器を搭載して打ち上げられたEUVEは、短波紫外線範囲に特化した初の衛星ミッションであった。この衛星は2001年1月31日に退役するまでに、801の天体ターゲットの全天調査を実施した。^[1]

極端紫外線探査機 (EUVE) は、地球と太陽の線を中心に回転するように設計された回転宇宙船でした。EUVE は NASA の探査機シリーズの一部であり、70 から 760オングストローム(Å) の極端紫外線 (EUV) 範囲のスペクトルで動作するように設計されました。この宇宙船の目的は、全天調査を実施し、その後、深部調査と焦点を絞った観測を行うことでした。科学的目的には、このスペクトル領域で放射する UV 源を発見して研究し、これらの源からの放射に対する星間物質の影響を分析することが含まれていました。^{[2]この宇宙船の提案は、以前に}アポロ・ソユーズ計画のアポロ要素の EUV 望遠鏡に関与していたバークレー大学の宇宙天体物理学グループによって開始されました。^[3]

全天調査は、3 台のウォルター・シュワルツシルト斜入射望遠鏡によって実施されました。天空調査中、衛星は軌道ごとに 3 回回転し、4 つの EUV 通過帯域のそれぞれで 2° 幅の空の帯域を撮影しました。深宇宙調査は、4 台目のウォルター・シュワルツシルト斜入射望遠鏡によって、2 × 180° の空の領域内で実施されました。この望遠鏡は、個々のソースの 3 つの EUV バンドパス分光法にも使用され、約 1～2 Å の解像度のスペクトルを提供しました。^[2]

このミッションの目標には、極端紫外線(EUV) の周波数範囲 を使用したいくつかの異なる観測領域が含まれていました。

• 極端紫外線帯域での全天調査を行う。
• 2つの異なるバンドパスでEUV範囲の詳細な調査を行う。
• 他のミッションによって発見されたターゲットの分光観測を行う。
• 高温白色矮星やコロナ星などの極端紫外線源を観測する。
• EUV分光法を用いて星間物質の組成を研究する。
• より感度の高い別の EUV 望遠鏡を作成することが有益かどうかを判断する。

科学機器はマルチミッションモジュラー宇宙船（MMS）に取り付けられていました。MMSは3軸安定化されており、恒星基準制御システムと太陽電池アレイを備えていました。^[2]

NASAはこれらの機器について次のように説明している。^[4]

• 2 つのWolter-Schwarzschildタイプ I斜入射ミラー、それぞれにイメージング マイクロチャネル プレート(MCP 検出器) が付属 (スキャナー A および B) FoV直径約 5°、2 つの通過帯域 44～220 Å 140～360 Å。
• 1 つのウォルター・シュワルツシルト タイプ II 斜入射ミラー、イメージング マイクロ チャネル プレート (MCP 検出器) FoV 直径約 4°、2 つの通過帯域 520～750 Å および 400～600 Å。
• 1 ウォルター・シュワルツシルト II 型斜入射ミラー深層調査/分光計望遠鏡。光は分割され、半分の光が以下に送られます。
  • イメージング深部探査MCP検出器、および
  • 3 つの分光計はそれぞれ格子と MCP 検出器の組み合わせです: SW (70–190 Å)、MW (140–380 Å)、LW (280–760 Å)。

EUVE 分光計は、可変線間隔の斜入射反射格子に基づく、3 倍対称のスリットなし対物レンズ設計でした。光子画像は、70 ～ 760 Å の 3 つのバンドパスで 200 ～ 400 の有効スペクトル解像度で、3 つのバンドパスで同時に蓄積されます。分光計と Deep Survey 機器は、DS/S ミラーを共有します。分光計と Deep Survey 専用のミラー領域は、6 つのセグメントに分割された環状の前面開口部で定義されました。分光計の各チャネルは、3 つの交互セグメントのいずれかから光線を受け取ります。この分割により、各チャネルの幾何学的面積は 75 cm ² (11.6 平方インチ) になります。ミラーの後、収束する各光線は 3 つの格子の 1 つに当たり、中央の Deep Survey 検出器の周囲に円形に配置された 3 つの検出器にスペクトルを集束します。 EUVE分光計のスループットは、波長とグレージング角の両方の関数であるミラーと格子のコーティング反射率、フィルター透過率、および検出器光電陰極材料の量子効率関数の複合効果によって決定されました。^[5]

良好なスペクトル分解能を達成するには、あらゆる EUV 分光計が拡散した天空放射の影響を制限するように設計されなければなりません。EUVE 分光計の中波長および長波長チャネルには、ミラーの前の開口部の直後にワイヤ グリッド コリメータが配置されており、これにより入射光の斜入射角が制限され、天空の背景の一部が除去されます。これらは、同じくモリブデン製の熱的に安定した爪構造で保持され、指数関数的に間隔が空けられた 15 個のエッチングされたモリブデン グリッドで構成されています。スタックの透過プロファイルは分散方向で三角形であり、ビームを 20アーク分 FWHMに制限します。各コリメータ アセンブリの透過率は可視光でテストされました。コリメータの相対透過率は、中波長および長波長チャネルにコリメータを設置する前と設置後の分光計スループットを軸外角の関数として比較することにより、EUV で測定されました。機器のボアサイトへの位置合わせも決定されました。両方のコリメータは設計通りに機能し、中波長チャネルと長波長チャネルでそれぞれ64.2％と65.4％のピーク透過率を達成しました。^[5]

EUVE 分光計には、連続的に変化する線間隔を持つ平面回折格子が組み込まれており、望遠鏡の収束ビームに配置され、焦点に近づく光を回折します。凹面格子と同様に、分散後の他の集束光学系の使用が不要になります。均一間隔の刻線とは異なり、可変線間隔格子は、直線の従来の刻線を使用してほぼ無収差のスペクトルを生成できます。格子は、最初の内側の順序で使用するためにブレーズ加工されています。「内側」は、表面法線と鏡面方向の間の角度で回折される順序を意味するために使用され、数値で表す場合はマイナス記号で示されます (例: -1 次)。格子は、70 から 190 Å の短波長、140 から 380 Å の中波長、および 280 から 760 Å の長波長の 3 つの重複するバンドパスをカバーします。溝密度は415～3550本/mmの範囲です。この格子は日立製作所の那珂光学工場で製造されました。短波長格子はロジウムコーティングされており、70～190Åの反射率を最適化しています。中波長および長波長格子はプラチナ表面コーティングが施されています。^[5]

数千Åの厚さの薄膜フィルターが各検出器を完全に覆っています。これらのフィルターは、ライマンアルファ放射線や高次の回折などの明るい地球コロナ線や惑星間線を遮断しながら、広い帯域を定義します。材料は、短波長ではレキサンとホウ素、中波長ではアルミニウムと炭素、長波長チャンネルではアルミニウムです。2 つの長波長フィルターには、短波長チャンネルの 1 つと同じ帯域をカバーするオフ軸象限の材料があります。約 0.5° のオフ軸角度に対応するこれらの位置では、通常は短波長チャンネルの範囲にある一部の波長が、長波長チャンネルに 2 次 (n=-2) で現れ、代替フィルターによって通過します。長波長チャンネルと重なる短波長バンドパスの一部からの波長も 1 次で現れます。これらのオフ軸位置は、これらの検出器のいずれかが故障した場合に、短波長チャンネルと中波長チャンネルを複製するためのバックアップとして使用されるよう構成されています。^[5]

EUVE 検出器はすべてマイクロチャネル プレート(MCP) 検出器でした。MCP 検出器は、個々の EUV 光子イベントの 2 次元画像化とタイム タギングを提供する電子増幅デバイスです。各検出器は、チャネル長と直径の比率が約 80:1 の 3 つの多孔質石英MCP のバイアス スタックを採用しています。スタックは電子増倍器として機能し、段階的な「くさび、ストリップ、ジグザグ」パターンに分割された導電性アノードによって支えられています。上部プレートには臭化カリウム(KBr)の光電陰極が適用されており、EUV 波長での光電応答が強化されています。光子が前面を励起すると、4～5 kV のバイアスによってカスケード電子が 2～3 × 10の雲を形成します。^{7 個の}電子が分割された陽極に衝突します。イベント位置 (X、Y) は、陽極のウェッジ、ストリップ、ジグザグ領域間の電荷雲の分割から、搭載機器ソフトウェア (ISW) によって計算されます。検出器は各次元で位置 0 ～ 2047 を記録し、1 つのピクセルは約 29×29 mc です。これにより、空に再マッピングされたときのピクセル サイズは約 4.25 秒になりました。すべての検出器には、4 つのスティムパルサー、または「スティム」ピンが装備されており、これは標準位置で陽極を定期的に励起し、位置の安定性を監視するために使用されます。検出器は、1 点にスペクトル焦点を最適化せず、検出器全体の良好な画像を生成するために、矢状交差に配置されています。 ^[5]

この調査は、EUV 源を探して全天調査を行うように設計されています。機器パッケージには、放射を収集して分離するための 4 つのウォルター シュワルツシルト斜入射望遠鏡 (EUV 薄膜フィルター付き) が含まれています。各望遠鏡の検出システムは、マイクロ チャネル プレート、ウェッジおよびストリップ アノード、および選択された波長範囲で天空のフィールドの画像を生成するように設計された検出増幅器で構成される、ウェッジおよびストリップ アノード画像コンバータでした。3 つの望遠鏡は、スピン軸に対して直角に動作して天空調査を実行するように設計されており、80 ～ 190 Å、170 ～ 330 Å、および 500 ～ 750 Å の波長範囲用のバンドパス フィルター (暫定) を備えています。これら 3 つの望遠鏡は、地球と太陽の線に対して垂直を向いており、宇宙船が 1 回転するたびに天空に大円を描きます。地球が太陽の周りを回ると、大円は毎日 1° ずつ移動するため、6 か月で天球全体を観測できます。4 番目の望遠鏡は、地球の影の円錐の範囲内で、太陽と反対の方向を向いています。この限られた方向では、He II 304 Å の背景がほぼ完全に存在しないため、選択した興味深いオブジェクトを観測するための感度が向上します。最も明るい EUV 源の分光観測は、80 Å から 800 Å まで 100 の分解能で行われます。^[6]

全天調査は1993年8月に完了し、その時点で801個の紫外線源が観測された。^[7]

EUVE ミッションは 2 度延長されたが、コストと科学的価値の問題により、NASA は 2000 年にミッションの終了を決定した。EUVE 衛星の運用は、宇宙船が安全保管庫に保管された 2001 年 1 月 31 日に終了した。送信機は 2001 年 2 月 2 日に停止命令が出された。EUVE は2002 年 1 月 31 日の 04:15 UTC 頃にエジプト中央上空で地球の大気圏に再突入した。このミッションは、科学的、技術的、およびアウトリーチの目標を達成したため、成功と見なされている。^[2]

• エクスプローラープログラム
• 1992年の宇宙飛行

• Space Sciences Lab の EUVE ページ (科学のハイライトと出版物へのリンク)
• NASA GSFC の EUVE ページ
• NASA-STScI (MAST) の EUVE ページ (EUVE 観測の恒星マップあり)