Compton Gamma Ray Observatory

a CGRO négy eszköz kiegészítését hordozta, amelyek az elektromágneses spektrum példátlan hat évtizedét fedték le, 20 keV – től 30 GeV-ig (0,02 MeV-től 30000 MeV-ig).

BATSEEdit

a NASA Marshall űrrepülési Központja által végzett Burst and Transient Source Experiment (Batse) az égbolton kutatott gammasugár-kitörések után (20-> 600 keV), és teljes égbolt-felméréseket végzett a hosszú életű források után. Nyolc azonos detektormodulból állt, egy-egy a műhold minden sarkában. Mindegyik modul egy Nai(Tl) nagy terület Detektorból (LAD) állt, amely lefedte a 20 keV-~2 MeV tartományt, 50,48 cm-es dia-t 1,27 cm vastagsággal, és egy 12,7 cm-es dia-t 7,62 cm vastag NaI spektroszkópiai Detektorból állt, amely kiterjesztette a felső energiatartományt 8 MeV-ra, mindezt egy műanyag szcintillátorral körülvéve aktív véletlen egybeesés ellen, hogy megvétózza a kozmikus sugarak és a csapdába esett sugárzás miatti nagy háttérsebességeket. A LAD sebességének hirtelen növekedése nagy sebességű adattárolási módot váltott ki, a sorozat részleteit később a telemetriára olvasták fel. A kitöréseket általában napi nagyjából egy sebességgel észlelték a 9 éves CGRO küldetés során. Egy erős kitörés több ezer gamma-sugár megfigyelését eredményezheti ~0,1 s-tól körülbelül 100 s-ig terjedő időintervallumon belül.

OSSEEdit

a haditengerészeti kutatólaboratórium orientált szcintillációs spektrométer kísérlete (OSSE) a négy detektormodul bármelyikének látómezőjébe belépő gammasugarakat észlelt, amelyek egyenként mutathatók ki, és a 0,05-10 MeV tartományban voltak hatékonyak. Mindegyik detektornak volt egy központi szcintillációs spektrométer kristálya Nai(Tl) 12 hüvelyk (303 mm) átmérőjű, 4 hüvelyk (102 mm) vastag, hátul optikailag összekapcsolva egy hasonló átmérőjű 3 hüvelyk (76,2 mm) vastag CsI(Na) kristályhoz, amelyet hét fotomultiplikátor cső nézett meg, foszwichként működtetett: azaz a részecske és a gamma-sugár események hátulról lassú emelkedési időt (~1 ons) impulzusokat produkáltak, amelyeket elektronikusan meg lehetett különböztetni a tiszta NaI eseményektől az elülső rész, amely gyorsabb (~0,25 db) impulzusokat produkált. Így a CsI háttérkristály aktív incidencia elleni pajzsként működött, hátulról megvétózva az eseményeket. Egy további cső alakú CsI pajzs, szintén elektronikus antikoincidenciában, körülvette a központi detektort az oldalán, és durva kollimációt biztosított, elutasítva a gamma-sugarakat és a töltött részecskéket az oldalról vagy az elülső látómező (FOV) nagy részéről. A szögletes kollimáció finomabb szintjét egy volfrám léc kollimátor rács biztosította a külső CsI hordón belül, amely kollimálta a választ egy 3,8-ra (61,4)). Az egyes modulok elején egy műanyag szcintillátor megvétózta az elölről belépő töltött részecskéket. A négy detektor általában két párban működött. A gamma-sugárforrás megfigyelése során az egyik detektor megfigyeléseket végez a forrásról, míg a másik kissé elfordul a forrástól a háttérszint méréséhez. A két detektor rutinszerűen szerepet cserélne, lehetővé téve mind a forrás, mind a háttér pontosabb mérését. A műszerek másodpercenként körülbelül 2 fokos sebességgel tudtak leesni.

COMPTELEdit

a Max Planck földönkívüli Fizikai Intézet, A New Hampshire-i Egyetem, a Holland Űrkutatási Intézet és az ESA Asztrofizikai részlege által készített Imaging Compton Telescope (COMPTEL) a 0,75-30 MeV energiatartományra lett hangolva, és a fotonok érkezési szögét egy fokon belül, az energiát pedig öt százalékon belül határozta meg magasabb energiák esetén. A műszernek egy szteradián látómezője volt. A kozmikus gammasugár-események esetében a kísérlet két, szinte egyidejű kölcsönhatást igényelt, az első és a hátsó szcintillátorok készletében. A gammasugarak Szétszóródnának egy előre detektor modulban, ahol a kölcsönhatás energiája E1, amelyet a visszarúgó elektronnak adtak, míg a Compton szétszórt foton ezután a szcintillátorok második rétegének egyikébe kerül hátul, ahol a teljes energiája, E2, megmérnék. Ebből a két energiából, az E1-ből és az E2-ből meghatározható a Compton-szórási szög, a beeső foton teljes energiájával, E1 + E2-vel együtt. A kölcsönhatások helyzetét mind az első, mind a hátsó szcintillátorokban is megmértük. A vektor, A V, amely összeköti a két kölcsönhatási pontot, meghatározta az irányt az ég felé, és az ebből az irányból származó mérföldkő a v körül, amelyen a foton forrásának kell feküdnie, és egy megfelelő “eseménykör” az égen. A két kölcsönhatás közeli egybeesésének követelménye miatt, néhány nanoszekundum helyes késleltetésével, a háttértermelés legtöbb módját erősen elnyomták. Számos eseményenergia és eseménykör összegyűjtéséből meg lehetett határozni a források pozícióinak térképét, fotonfluxusaikkal és spektrumaikkal együtt.

Kócsagszerkesztés

az Energetic Gamma Ray Experiment Telescope (EGRET) a nagy energiájú (20 MeV-től 30 GeV-ig terjedő) gamma-sugárforrás-pozíciókat egy fok töredékéig, a fotonenergiát pedig 15 százalékon belül mérte. A kócsagot a NASA Goddard űrrepülési központja, a Max Planck földönkívüli Fizikai Intézet és a Stanford Egyetem fejlesztette ki. Detektora az elektron-pozitron pár termelésének elvén működött a detektorban kölcsönhatásba lépő nagy energiájú fotonokból. A létrehozott nagy energiájú elektron és pozitron nyomait a detektor térfogatán belül mértük, a két feltörekvő részecske v tengelyét pedig az égre vetítettük. Végül teljes energiájukat egy nagy kaloriméter szcintillációs detektorban mértük a műszer hátulján.