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Swift用增强的指向模式标记了20年

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  在太空中呆了20年之后,由于今年早些时候实施的一项新的操作策略,美国宇航局的尼尔·格雷斯·斯威夫特天文台的表现比以往任何时候都要好。自从科学家们想出了一种探索伽马射线暴的新方法以来,宇宙飞船在科学上取得了巨大的进步,伽马射线暴是宇宙中最强大的爆炸。

  宾夕法尼亚州立大学州立学院的Swift项目负责人约翰·努塞克(John Nousek)说:“Swift的想法是在科罗拉多州埃斯蒂斯公园(Estes Park)一家酒店地下室的一次会议中产生的。“一群天体物理学家聚在一起,集思广益,想出一个可以帮助我们解决伽马射线暴问题的任务,这在当时是一个很大的谜团。”

  看看美国宇航局的尼尔·格雷斯·斯威夫特天文台是如何得名的吧。

  美国宇航局戈达德太空飞行中心

  伽马射线暴毫无征兆地发生在整个天空,平均每天大约探测到一次。天文学家通常将这些爆发分为两类。当大质量恒星的核心坍缩形成黑洞时,长爆发会产生持续两秒或更长时间的伽马射线初始脉冲。短爆发持续不到两秒,是由中子星等密集物体的合并引起的。

  但在1997年的地下室会议上,科学界对这些事件的起源模型产生了分歧。天文学家需要一颗能够快速移动的卫星来定位它们,并将其他仪器指向它们的位置。

  2004年11月20日,“雨燕”号从佛罗里达卡纳维拉尔角航天基地的17A号综合设施发射升空。最初被称为斯威夫特天文台,因为它能够快速指向宇宙事件,任务小组在2018年以其第一位首席研究员尼尔·格里尔斯的名字重新命名了这艘宇宙飞船。

  为了研究伽马射线暴,斯威夫特使用了几种方法来定位和稳定自己在太空中的位置。

  探测太阳位置和地球磁场方向的传感器为航天器提供了其位置的总体感觉。然后,一种被称为恒星跟踪器的设备会观察恒星,并告诉航天器如何机动,使天文台在长时间观测期间精确地指向同一位置。

  Swift使用三个旋转陀螺仪,或陀螺仪,沿着三个轴进行这些移动。陀螺仪被设计成彼此成直角对齐,但一旦进入轨道,任务小组发现它们略微错位。飞行操作团队制定了一个策略,其中一个陀螺仪负责纠正偏差,而其他两个陀螺仪则指向斯威夫特,以实现其科学目标。

  然而,该团队想要做好准备,以防其中一个陀螺仪出现故障,所以在2009年,他们制定了一个只用两个陀螺仪操作Swift的计划。

  

  在这幅艺术家的概念图中,斯威夫特在地球上空运行。美国宇航局戈达德太空飞行中心公司

  概念图像实验室

  然而,在太空中对望远镜操作方式的任何改变都会带来风险。由于斯威夫特表现良好,团队将他们的计划搁置了15年。

  然后,在2023年7月,斯威夫特的一个陀螺仪开始不正常工作。由于望远镜无法准确地保持其指向位置,观测结果变得越来越模糊,直到陀螺仪在2024年3月完全失效。

  “因为我们已经计划好了向两个陀螺的转变,所以在航天器上实施之前,我们能够在地面上快速彻底地测试这一过程,”马克·希利亚德说,他是“斯威夫特”的飞行操作团队在Omitron公司和宾夕法尼亚州立大学的负责人。“实际上,科学家们评论说,现在雨燕的指向精度比发射以来要高,这真的很令人鼓舞。”

  在过去的20年里,斯威夫特不仅对伽马射线暴,而且对黑洞、恒星、彗星和其他宇宙物体都做出了开创性的贡献。

  “经过这么长时间,雨燕仍然是NASA机队的重要组成部分,”马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心的雨燕首席研究员s·布拉德利·岑科(S. Bradley Cenko)说。“这颗卫星的能力帮助开创了一个名为多信使天文学的天体物理学新时代,它让我们对宇宙的运作方式有了更全面的了解。”我们期待着斯威夫特留下的教训。”

  斯威夫特是美国宇航局战略的关键部分,该战略是利用各种望远镜寻找天空中转瞬即逝的不可预测的变化,这些望远镜使用不同的方法研究宇宙。

  戈达德与宾夕法尼亚州立大学、新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯国家实验室和弗吉尼亚州杜勒斯的诺斯罗普·格鲁曼空间系统公司合作管理斯威夫特任务。其他合作伙伴包括英国的莱斯特大学和穆拉德空间科学实验室、意大利的布雷拉天文台和意大利航天局。

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