תמונה זו, שהתקבלה ב-8 ביוני 2018, מציגה את NICER (סייר ההרכב הפנימי של כוכב ניוטרונים) בתחנת החלל הבינלאומית, שם הוא חוקר כוכבי נויטרונים ומקורות אחרים של קרני רנטגן. NICER הוא בערך בגודל של מכונת כביסה. השמשיות של רכזי קרני הרנטגן שלו נראים כמערך של מאפיינים מעגליים. קרדיט: נאס"א
נאס"א אמורה לתקן את טלסקופ NICER ב-ISS עם ערכת תיקון שתוכננה במיוחד במהלך טיול בחלל.
הטלסקופ, החיוני לחקר כוכבי נויטרונים ותופעות של קרני רנטגן, ניזוק במאי 2023, מה שהוביל לתכנון מהיר ובדיקה של פתרון. המשימה הקרובה תהפוך את NICER לטלסקופ הרנטגן הראשון בשירות האסטרונאוטים, ותשפר את יכולתו לנהל מדע פורץ דרך.
האסטרונאוט של איחוד האמירויות הערביות, סולטן אלניאדי, תפס את המבט הזה של NICER מחלון ב-Poisk Mini-Research Module 2 בתחנת החלל ביולי 2023. תמונות כמו זו עזרו לצוות המשימה למפות את הנזק למגנים התרמיים של NICER. רכזי רנטגן. קרדיט: נאס"א/סולטן אלניאדי
תיקון טלסקופ NICER
נאס"א יספק ערכת תיקון עבור NICER (כוכב ניוטרון Interior Composition Explorer), טלסקופ רנטגן על תחנת חלל בינלאומית, במשימת אספקת המסחר המסחרית ה-21 של הסוכנות של Northrop Grumman. אסטרונאוטים יערכו טיול חלל כדי להשלים את התיקון.
ממוקם ליד המערך הסולארי הימני של תחנת החלל, NICER נפגעה במאי 2023. צוות המשימה העביר את ערכת התיקון למרכז החלל ג'ונסון של נאס"א ביוסטון במאי 2024, כך שניתן יהיה להכין אותה ולארוז אותה למשימת האספקה הקרובה.
חלק מהמגנים התרמיים הפגומים (מעוגלים) של NICER נראים בתצלום זה. קרדיט: נאס"א/סולטן אלניאדי
תגובה מהירה וחדשנות
"זה מדהים שבתוך שנה אחת בלבד, הצלחנו לאבחן את הבעיה ולאחר מכן לתכנן, לבנות, לבדוק ולספק פתרון", אמר סטיב קניון, המוביל המכאני של NICER במרכז טיסות החלל גודארד של נאס"א בגרינבלט, מרילנד. "אנחנו כל כך נרגשים לראות את התיקונים מותקנים במהלך הליכת חלל עתידית, לחזור ללוח זמנים תפעולי יותר קבוע ולהמשיך לעשות מדע פורץ דרך."
ממקומו על התחנה, מכונת הכביסה בגודל מכונת הכביסה בוחנת את שמי הרנטגן. הוא מדד במדויק שרידי כוכבים צפופים הנקראים כוכבי נויטרונים, המכילים את החומר הצפוף ביותר שמדענים יכולים לצפות ישירות. הוא גם חקר פרצי רדיו מהירים מסתוריים, צפה בשביטים במערכת השמש שלנו ואסף נתונים על האטמוספרה העליונה של כדור הארץ.
אבל במאי 2023, NICER פיתחה "דליפת אור", שבה אור שמש לא רצוי החל להיכנס לטלסקופ.
הטלאים של NICER עשויים מאלומיניום ושחור אנודייז או מצופה. כל אחד בגובה של כ-2 אינץ'. "LCK" מציין את מיקום הנעילה של לשונית בתחתית שתחזיק את התיקון במקומו. נאס"א שולחת 12 מהטלאים האלה לתחנת החלל הבינלאומית. במהלך טיול בחלל, אסטרונאוטים יכניסו חמישה לשמשיות על הטלסקופ כדי לכסות את אזורי הנזק המשמעותיים ביותר. קרדיט: נאס"א/סופיה רוברטס
תמונות שצולמו על סיפון התחנה חשפו מספר אזורים של נזק למגנים התרמיים של NICER. המגנים דקים פי 500 משערת אדם ומסננים אינפרא אדום, אולטרה סגול ואור גלוי תוך שהם מאפשרים לקרני רנטגן לעבור דרכם. הם מכסים כל אחד מ-56 רכזי רנטגן של NICER, סטים של 24 מראות עגולות מקוננות שנועדו לדלג על צילומי רנטגן לגלאים מתאימים. גגון שמש מעל כל מכלול רכז ומגן, עם רווח קל ביניהם. השמשיות מפולחות בשש תמוכות פנימיות, הדומות לפשטידה פרוסה.
הנזק הגדול ביותר למגנים הוא בערך בגודל של בול דואר טיפוסי בארה"ב. האזורים האחרים קרובים יותר בגודלם לראשי סיכה. במהלך שעות היום של התחנה, הנזק מאפשר לאור השמש להגיע אל הגלאים, חיישני הרוויה ומפריעים למדידות של NICER. צוות המשימה שינה את אסטרטגיית התצפית שלהם בשעות היום כדי למתן את ההשפעה. הנזק אינו משפיע על תצפיות לילה.
הטלאים של NICER יוכנסו לשמשיות שלו, כפי שמוצג כאן. הלשונית הקטנה שנועלת את התיקון במקומה נראית מתחתיה. שמשות הפחמן מרוכבות מכסות כל אחד מ-56 רכזי רנטגן של NICER. כל שמשייה נתמכת על ידי שלוש רגליות פיברגלס בצבע זהב. קרדיט: נאס"א/סופיה רוברטס
אתגרים ופתרונות טכניים
"NICER לא תוכנן לטיפול או תיקון", אמר קית' ג'נדראו, החוקר הראשי של המשימה בגודארד. "הוא הותקן בצורה רובוטית, ואנחנו מפעילים אותו מרחוק. כשהחלטנו לחקור את האפשרות לתקן את האזורים הפגועים הגדולים ביותר על המגנים התרמיים, היינו צריכים להמציא שיטה שתשתמש בחלקים הקיימים של הטלסקופ וערכות הכלים של התחנה. לא יכולנו לעשות את זה בלי כל התמיכה ושיתוף הפעולה מהקולגות שלנו בג'ונסון ולאורך כל תוכנית תחנת החלל".
הפתרון, בסופו של דבר, היה פשוט. הצוות עיצב טלאים, כל אחד מהם בצורת חתיכת פשטידה, שיגלוש אל השמשיות. לשונית בתחתית כל תיקון תהפוך לחלל שבין החלק התחתון של השמשיה לחלק העליון של המגן התרמי, ותשמור אותו במקומו.
המגנים התרמיים של NICER – סרט הכסף המוצג כאן – מכסים כל אחד מ-56 רכזי קרני הרנטגן של המשימה. הם חוסמים אור אולטרה סגול, אינפרא אדום ואור נראה תוך שהם מאפשרים לקרני רנטגן לעבור אל המראות שמתחתיו. עובי כל מגן הוא כ-160 ננומטר בלבד, או דק פי 500 משערת אדם. המגן השביר נתמך על ידי מסגרת נירוסטה המורכבת מתבנית של 1/8 אינץ' (3 מילימטר) ריבועים בכל אחד מהטריזים. קרדיט: נאס"א/סופיה רוברטס
הליכת החלל הקרובה וציפיות העתיד
אסטרונאוטים יתקינו חמישה תיקונים במהלך ההליכה בחלל. הם יכסו את אזורי הנזק המשמעותיים ביותר ויחסמו את אור השמש המשפיע על מדידות קרני הרנטגן של NICER.
ערכת התיקון מכילה 12 תיקונים בסך הכל, המאפשרים חלפים במידת הצורך. אסטרונאוטים יישאו את הטלאים במארז, מסגרת מלבנית המכילה שני שמשות מיותרות כשהטלאים מוחזקים בפנים.
ל-NICER יש 56 אלמנטים בודדים למיקוד קרני רנטגן, הנקראים רכזים, שכל אחד מהם מכיל 24 מראות מקוננות. כל רכז מעביר קרני רנטגן לגלאי שלו. הרכז המוצג כאן מוטה על צידו, כך שהמצלמה מסתכלת לתוך המראות המקוננות. קרני רנטגן הן אור עתיר אנרגיה, ולכן הן יכולות לעבור דרך האטומים של מראות טלסקופ כמו אלה של טלסקופי החלל האבל וג'יימס ווב של נאס"א. במקום זאת, מצפי רנטגן משתמשים במראות שכיחות מרעה, שבהן המשטחים הופכים על צדיהם. קרני רנטגן מדלגות על פני השטח שלהן לתוך גלאים. קרדיט: נאס"א/סופיה רוברטס
"NICER יהיה טלסקופ הרנטגן הראשון במסלול שיטופל על ידי אסטרונאוטים ורק מצפה הכוכבים המדעי הרביעי שיתוקן בסך הכל – מצטרף לשורות המשימות כמו של נאס"א טלסקופ החלל האבל," אמר צ'ארלס בייקר, מהנדס מערכות פרויקט NICER בגודארד. "זה היה מדהים לראות את ערכת התיקון מתאחדת במהלך השנה האחרונה. NICER לימדה אותנו כל כך הרבה דברים נפלאים על הקוסמוס, ואנחנו ממש מצפים לשלב הבא במסע שלו."
ה-NICER caddy הוא קופסת אלומיניום המכילה שניים מהשמשיות הרזרביות של המשימה, המחוברות לתחתית. בתוך השמשיות, 12 טלאים נעולים במקומם. אסטרונאוטים ייקחו איתם את מכלול הקאדי המלא במהלך טיול חלל עתידי כדי לטפל בנזק למגנים התרמיים של NICER. הם יכניסו חמישה מהטלאים על אזורי הנזק הגדולים ביותר, מה שיאפשר למשימה לחזור למצב הפעלה רגיל במהלך היום של התחנה. קרדיט: נאס"א/סופיה רוברטס
כוכב הנייטרונים Interior Composition Explorer (NICER) הוא מכשיר אסטרונומי רנטגן בתחנת החלל הבינלאומית (ISS), המתמקד בחקר כוכבי נויטרונים, כולל פולסרים. חלק מתוכנית החוקרים של נאס"א, NICER שואפת למדוד את התכונות הפיזיקליות הקיצוניות של כוכבי נויטרונים כדי לקדם את ההבנה שלנו לגבי הפנימיות הצפופה שלהם. זה גם תומך בניסוי SEXTANT, שבודק פולסרניווט מבוסס עבור חלליות, המדגים יישומים מעשיים של הממצאים המדעיים שלה.
