HaloSat可根据鞋带预算提供银河X射线测量

 
太空研究是一项昂贵的业务。一旦提出了天基仪器，研究人员便希望从中获得尽可能多的价值。拟议中的卫星的仪器和能力迅速增长。必须使用昂贵的，经过辐射硬化的组件。这笔费用使卫星仪器平台超出了大多数研究预算的范围。
进入航天工业的平装家具CubeSat。廉价且易于使用的CubeSat卫星使太空科学民主化。它们可以小到10厘米长，重量不到一公斤。体积小，重量轻，它们不能容纳太多仪器，因此成本保持较低。而且，由于它们被放置在低地球轨道上，因此它们的寿命相对较短，因此不需要经过辐射硬化的电子设备。
便宜又开朗的X射线天文台
LaRocca及其同事在SPIE的《天文望远镜，仪器和系统杂志》上发表了报告，详细介绍了一种名为HaloSat的立方体卫星的开发，该立方体卫星旨在测量来自弥散源(如银河系周围的光晕)的氧气X射线。卫星不会成像，但是会从特定方向和选定的能带以一定的空间分辨率对X射线进行计数。
为了实现这一目标，研究人员使用了硅漂移检测器，其输出被放大并发送到信号处理板。车载电子设备能够快速存储X射线能量并从三个探测器进行计数。检测器本身没有光学器件，这是一个问题，因为研究人员需要确保X射线来自目标源。为了解决这个问题，将探测器安装在卫星内部相当深的地方，并通过准直管将其引向外界。然后，通过在目标上方扫描卫星的方向来建立粗略的X射线辐射图。
整个科学仪器的重量不到3千克，消耗的功率约为4W。控制系统使包装的重量达到12千克，而整个卫星的体积只有一本厚书本的大小。
HaloSat于2018年发射，其任务已延长至2020年中。到目前为止，它已经绘制了银河系和蟹状星云的X射线辐射图。简单的标测光谱仪已经提供了非常清晰的数据，这将使数年的分析和见解成为可能。
HaloSat科学有效载荷完全包含在单个铝子组件中。该组件安装在航天器总线的有效载荷外壳内。图片提供：爱荷华大学快活，早逝
由于阻力，HaloSat将在2020年底之前脱离轨道运行，因此该任务无法延长更长的时间。这样的时间限制是立方体卫星生活的一部分，它们是宇宙飞船的may。问题不是卫星是否会更长寿，而是能否从如此短的任务中获得有用的科学成果。研究人员已经证明是肯定的：低成本，短命的卫星飞行任务可以产生有用的结果。
CubeSat的另一方面是开发时间表。 HaloSat的资金于2016年到达。该仪器已经完成，与卫星的其余部分集成在一起，并于2018年中期发射。这非常快。为了更好地了解开发时间，GRACE-FO任务的概念性工作(重力恢复和气候实验)是原始GRACE任务的改进版本，始于2012年，最终于2018年启动。
这项研究还证明了CubeSats的局限性。像所有CubeSat一样，HaloSat只能在相对较短的时间内做一件事。如果研究人员希望继续跟踪研究结果，那么他们不太可能使用同一颗卫星完成这项工作。如果数据表明需要使用另一种类型的仪器，则研究人员将不得不等到一颗新的卫星发射出来。这凸显了，尽管CubeSats使空间更容易接近，但研究人员需要进行精心计划和有针对性的任务才能成功。 HaloSat演示了如何做到这一点。
正如作者所说：“ CubeSats的2.5年快速开发，集成和发射时间表，肯定会在天体物理学领域吸引更多的兴趣，既是新技术的测试平台，也是专注任务的平台。HaloSat可能是最早的天体物理学立方星之一，但不会是最后一个。”