歷史背景
1970年,在“烏呼嚕”發射前,美國國家宇航局就已經同意在未來10年內為一顆高能天文台(High-Energy Astronomical Observatory,縮寫為HEAO)衛星提供資金。高能天文台上計畫裝上1.2m的X射線望遠鏡。1973年初,國家宇航局由於在維京火星登入小艇(Viking Mars Lander)計畫上花掉了超出預期的經費,為了省錢,於1月2日取消了高能天文台項目。1974年7月,美國國家宇航局重新啟動了高能天文台項目,但是只願意提供原定資金的一半。這意味著許多科學家必須縮小甚至放棄他們所承擔的部件,於是科學家就被迫把望遠鏡設計成原定大小的一半。這顆縮小的X射線天文台衛星於1978年11月13日發射。賈科尼和其他衛星開發者把衛星命名為“愛因斯坦”,以紀念偉大的物理學家和數學家愛因斯坦的誕辰。
高能天文台計畫簡介
科學家們認為,宇宙中的一些天體,諸如脈衝星、類星體、射電星系和超新星,都發射X射線,而高能天文觀測衛星的探測將有助於進一步了解這些X射線源,從而加深宇宙形成的認識。高能天文觀測衛星系列共三顆衛星,由TRW公司製造。三顆衛星計畫的總費用為二億四千八百萬美元,其中第二顆的費用為八千七百萬美元。
主要設計特點
1978年11月13日(UTC時間05:24),該衛星於
卡納維拉爾角由一枚宇宙神半人馬座運載火箭發射進入470千米高的環地軌道中。衛星長約6.7米,直徑約2.4米,重量3175公斤,軌道高度537公里,傾角23.5度,周期94分鐘。在工作了4年後,1981年4月26日,地面控制人員關閉了其太空艙。
愛因斯坦衛星上儀表的有效載荷達到1450千克。衛星的太空飛行器是一個高5.68米、直徑2.67米的六角稜柱體。向下鏈路遙感勘測可以6.5千比特/秒的實時資料傳送速度和128千比特/秒的記錄速度進行。一個姿態控制子系統負責保持其正確姿勢。太空飛行器還使用迴轉儀、太陽感測器和星相跟蹤儀作為感測裝置。
搭載儀器
愛因斯坦衛星上共有5種測量儀器:
1.高解析度成象器。這是一台照相機,其作用是數字式記錄望遠鏡整個25弧分中心視場範圍的景物。它所產生的“照片”,是關於所要觀測的天體的位置和特性的資料。這種成象器與兩種分光計(寬頻濾光鏡和物鏡光柵)一塊使用。寬頻濾光鏡用來詳細研究X射線源的特徵和探查弱射線源;物鏡光柵分光鏡則產生X射線源衍射圖象。
2.一對成象正比計數器。這也是一種焦面儀器,與高解析度成象器相似,但視場較大。它們所產生的圖象的解析度大約為1
弧分。
3.焦面晶體分光計。用來獲取延伸X射線源(如超新星)的光譜和空間分布資料。該分光計有自己的成象正比計數器,能夠檢測出單個X射線的發射線,從而獲得一個X射線源的化學成分的信息。
4.固體分光計。也是一種焦面儀器,具有觀測0.4千
電子伏範圍內所有X射線光譜的能力,能測量出入射到晶體上的每個光子的能量,並能推斷出它的波長。
5.監視正比計數器。它所觀測的天空範圍與X射線望遠鏡的相同,但記錄的X射線的能量範圍較寬——0.2-20千電子伏。利用這台計數器可以幫助校正上面提到的四台焦面測量儀器的觀測結果。
成果及意義
愛因斯坦衛星是第一個發射進入太空的成像X射線望遠鏡,徹底改變了科學家對於天空的看法。愛因斯坦天文台第一次完成了對
超新星遺蹟的高精度光譜和形態研究。根據衛星發回的資料,天文學家發現普通恆星發出的冠狀輻射要比想像中強很多。太空飛行器分解了
仙女座星系和
麥哲倫星系的大量X射線源。此外,衛星還完成了對星系和星系族的第一次X射線輻射研究。