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INTEGRAL（国際ガンマ線天体物理学研究所）は、最大8 MeVのエネルギーのガンマ線を観測するための宇宙望遠鏡です。2002年に欧州宇宙機関（ESA）によって地球軌道に打ち上げられ、宇宙源の画像化と分光観測を行うように設計されています。MeVエネルギー範囲では、宇宙で最も感度の高いガンマ線観測所です。 [ 3 ] NuSTAR、ニール・ゲーレルズ・スウィフト天文台、XMM-NewtonなどのX線観測装置よりも高エネルギー光子に感度が高く、 FermiやHESSなどの他のガンマ線観測装置よりも低エネルギー光子に感度があります。
INTEGRALのエネルギー範囲の光子は、激しい放射源からの相対論的粒子、核合成中に生成される不安定同位体からの放射能、X線連星、およびガンマ線バーストを含むあらゆる種類の天体現象から放出されます。この宇宙船の観測機器は非常に広い視野を備えているため、空の広範囲を継続的に監視でき、特に突発的な天体からのガンマ線放射を検出するのに有効です。
INTEGRALはESAのミッションであり、イタリア、フランス、ドイツ、スペインなどの欧州加盟国からも追加的な貢献があった。協力パートナーは、ロシア宇宙庁（ IKI（軍事CPコマンドPunkt KW））とNASAである。
2023年6月から2025年の宇宙船の退役まで、INTEGRALはリアクションホイールと太陽放射圧を利用して、スラスタの喪失にもかかわらず運用することができた。[ 4 ] [ 5 ]
紫外線、 X線、 ガンマ線など、可視光よりもエネルギーの高い放射線は地球の大気を透過できないため、宇宙から直接観測を行う必要があります。INTEGRALは観測所であり、科学者は希望する対象領域の観測時間を提案することができ、データは最長1年間の独占期間後に公開されます。
INTEGRALは、ロシアのバイコヌール宇宙基地（カザフスタン）から打ち上げられた。2002年にプロトン DM2ロケットで打ち上げられたこの探査機は、遠地点が約16万km、近地点が2,000kmを超える3日間の楕円軌道を周回した。 これにより、荷電粒子の放射化による高い観測バックグラウンドを引き起こす放射線帯をほぼ超えた軌道となった。探査機と搭載機器は、ドイツのダルムシュタットにあるESAの管制センターESOCから、ベルギー（レドゥ）とカリフォルニア（ゴールドストーン）の地上局を経由して制御されている。
2015年：燃料消費量は予測よりもはるかに少ない。INTEGRALは計画された2+3年の寿命をはるかに超え、2029年に地球大気圏に突入し、ミッションは終了する予定である。2015年1月/2月に軌道が調整され、2029年に予測される月/太陽の摂動により、安全な（南からの）再突入が実現し、その時点で残りの燃料の半分が消費された。[ 6 ] [ 7 ]
2020年7月、INTEGRALはセーフモードに入り、スラスタが故障したように見えた。それ以来、リアクションホイールの旋回と負荷軽減のための代替アルゴリズムが開発され、テストされている。[ 8 ]
2021年9月、単一のイベントの異常が一連のイベントを引き起こし、INTEGRALは制御不能な回転状態に陥り、「ミッションクリティカルな異常」とみなされました。運用チームはリアクションホイールを使用して姿勢制御を回復しました。[ 4 ] [ 5 ]
2023年3月、INTEGRALの科学運用は2024年末まで延長され、その後2年間の運用後フェーズを経て、2029年2月の推定再突入まで宇宙船の監視が継続される予定です。[ 9 ]
また、2023年3月には、故障したスラスタの代わりにリアクションホイールを使用する新しいソフトウェアベースのセーフモードがテストされました。[ 10 ]
2025年2月28日、INTEGRAL宇宙船による科学観測は正式に終了した。[ 11 ]
宇宙船本体（「サービスモジュール」）は、XMM-Newtonの本体をコピーしたものである。これにより開発コストが削減され、インフラや地上施設との統合が簡素化された。異なる打ち上げロケットと接続するためにアダプターが必要だった。ガンマ線と硬X線用の高密度な観測機器を搭載したINTEGRALは、ESAがこれまでに打ち上げた科学ペイロードの中で最も重いものとなった。
機体は主に複合材で構成されている。推進はヒドラジン単推進剤システムで、 4つの露出タンクに544kgの燃料が充填されている。チタン製のタンクは30 ℃で24バール（2.4MPa ）までガスが充填されており、タンクダイヤフラムを備えている。姿勢制御はスタートラッカー、複数の太陽センサー（ESM）、および複数のモーメンタムホイールによって行われる。展開時に16メートルに渡り、運用開始時（BoL）に2.4kWの電力を生成する2つの太陽電池アレイは、2つのニッケルカドミウム電池セットによってバックアップされている。
機器構造（「ペイロードモジュール」）も複合構造となっている。剛性の高い基部が検出器アセンブリを支え、H字型の構造体がコード化されたマスクを検出器から約4メートル上方に保持する。ペイロードモジュールはサービスモジュールとは独立して製造・試験できるため、コスト削減につながる。
アレーニア・スパツィオ（現タレス・アレーニア・スペース・イタリア）が宇宙船の主契約者だった。
このプラットフォームには、広い視野を持つ4つの観測装置が整列しており、エネルギー範囲がほぼ2桁にも及ぶ広範囲のターゲットを観測できます（X線や光学を用いた他の天体観測装置は、せいぜい数倍程度の狭い範囲しかカバーしていません）。撮像は、コード化されたマスクによってシャドウグラムをピクセル化されたカメラに投影することで実現されます。タングステン製のマスクは、スペインのバレンシア大学から提供されました。
INTEGRALイメージャーIBIS（Imager on-Board the INTEGRAL Satellite）は、15 keV（硬X線）から10 MeV（ガンマ線）までを観測します。角度分解能は12分角で、明るい光源の位置を1分角よりも高い精度で特定できます。95 x 95の長方形タングステンタイルのマスクが検出器の上3.2メートルに設置されています。検出器システムは、128 x 128のテルル化カドミウムタイル（ISGRI - Integral Soft Gamma-Ray Imager）の前面と、64 x 64のヨウ化セシウムタイル（PICsIT - Pixellated Caesium-Iodide Telescope）の背面で構成されています。ISGRIは1 MeVまで感度があり、PICsITは10 MeVまで感度があります。どちらもタングステンと鉛のパッシブシールドで囲まれています。 IBISは、イタリアのローマとフランスのパリにあるPI研究所によって提供されました。
INTEGRALに搭載されている分光計はSPI（SPI Spectrometer of INTEGRAL）です。これはフランス宇宙機関CNESが設計・組み立てたもので、フランスのトゥールーズとドイツのガルヒングに主任研究機関があります。SPIは20 keVから8 MeVまでの放射線を観測します。SPIは、19個のゲルマニウム結晶（これも六角形に配列）からなる検出器面の上に、六角形のタングステンタイルで構成されたコード化マスクを備えています。1 MeVで2 keVという高いエネルギー分解能により、すべての候補ガンマ線を分解できます。ゲルマニウム結晶は、スターリング冷却器の機械式システムによって約80Kまで能動的に冷却されます。
IBISとSPIは、バックグラウンド放射線の原因となる荷電粒子を検出して除去するために、アクティブ検出器を使用しています。SPIのACS（アンチコインシデンスシールド）は、カメラと開口部を囲むBGOシンチレータブロックで構成されており、開口部とは異なる方向から装置に入射する、約75keVを超えるエネルギーを持つすべての荷電粒子と光子を検出します。タングステンタイルの背後にある薄いプラスチックシンチレータ層は、開口部内の追加の荷電粒子検出器として機能します。
ACSの広い有効面積は、それ自体が観測機器として有用であることが判明した。全天をカバーするその高い感度により、自然なガンマ線バースト検出器として機能し、 IPN （惑星間ネットワーク）の重要な構成要素となっている。
デュアルJEM-Xユニットは、3～35keVの軟X線および硬X線における天体に関する追加情報を提供する。スペクトル範囲の拡大に加え、波長が短いため画像精度も向上する。検出器は、六角形のタイルで構成されたマスクの下に配置された、マイクロストリップ型のガスシンチレーター（キセノンとメタン）である。
INTEGRALには、500～580nmの波長域に感度を持つ光学モニター（OMC）装置が搭載されています。これは、観測位置の調整に役立つだけでなく、比較的明るい天体の活動や状態を観測することも可能です。例えば、SN2014Jからの超新星光を数ヶ月にわたって観測するのに役立ちました。
この宇宙船には、軌道上の背景放射線を較正目的で観測するための放射線モニター、統合型放射線環境モニター（IREM ）も搭載されている。IREMは電子と陽子のチャンネルを備えているが、宇宙線までの放射線を検知できる。背景放射線があらかじめ設定された閾値を超えると、IREMは機器を停止させることができる。
INTEGRALは、重力波で観測された2つの中性子星の最初の合体と高速電波バーストからのガンマ線を検出することで、マルチメッセンジャー天文学に貢献している。[ 12 ] [ 13 ]
IBISの高い感度のおかげで、INTEGRALによるGRB 030131の観測により、20～200 keVのフルエンス範囲のGRBの詳細な時間分解分光が初めて可能になった。[ 14 ]
2025年までに、INTEGRALデータを利用した査読付き論文が2258件発表され、これは平均して3.5日に1件のペースに相当する。[ 15 ]
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