美国国家航空航天局发射一颗鞋盒大小的卫星BurstCube研究宇宙最强大的爆炸

独孤一山隙

在这位艺术家的概念中，BurstCube将围绕地球运行，寻找短伽马射线爆发。图像：美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心概念图像实验室

（）据美国宇航局（珍妮特·卡兹米尔扎克）：美国国家航空航天局的BurstCube是一颗鞋盒大小的卫星，旨在研究宇宙中最强大的爆炸，正在前往国际空间站的途中。

该航天器搭载美国太空探索技术公司的第30次商业补给服务任务，该任务于美国东部时间3月21日星期四下午4:55从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地的40号发射复合体发射升空。到达空间站后，BurstCube将被打开包装，随后被释放到轨道上，在那里它将探测、定位和研究短伽马射线暴——高能光的短暂闪光。

位于马里兰州格林贝尔特的美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的首席研究员Jeremy Perkins说：“BurstCube可能很小，但除了调查这些极端事件外，它还在测试新技术，并为早期职业天文学家和航空航天工程师提供重要经验。”。



这张2023年在戈达德立方体卫星实验室拍摄的照片中，BurstCube卫星处于飞行状态。图像：美国国家航空航天局/索菲亚·罗伯茨

短伽马射线爆发通常发生在中子星碰撞之后，中子星是超新星中爆炸的大质量恒星的超密度残余。中子星还可以发射引力波，当它们螺旋在一起时，在时空结构中产生涟漪。

天文学家对利用光波和引力波研究伽马射线爆发感兴趣，因为每种波都可以教会他们有关事件的不同方面。这种方法是理解宇宙的一种新方法的一部分，称为多信使天文学。

产生短伽马射线爆发的碰撞也会产生金和碘等重元素，这是我们所知的生命的基本成分。

目前，对同一事件（GW170817）的引力波和光的唯一联合观测是在2017年。这是多学科天文学的分水岭时刻，从那以后，科学界一直希望并准备有更多的同时发现。

马里兰大学帕克和戈达德学院的研究科学家兼BurstCube团队成员Israel Martinez说：“BurstCub的探测器是倾斜的，使我们能够探测和定位大范围的天空事件。”。“我们目前的伽马射线任务在任何时候都只能看到大约70%的天空，因为地球挡住了它们的视线。增加BurstCube等卫星的覆盖范围，可以提高我们捕捉到更多与引力波探测相一致的爆发的几率。”

BurstCube的主要仪器探测能量从50000到100万电子伏特的伽马射线。（为了进行比较，可见光的范围在2到3电子伏特之间。）

当伽马射线进入BurstCube的四个探测器中的一个时，它会遇到一个被称为闪烁体的碘化铯层，该层将其转换为可见光。然后，光进入另一层，一个由116个硅光电倍增管组成的阵列，该阵列将光转换为电子脉冲，这就是BurstCube所测量的。对于每一条伽马射线，研究小组都会在仪器读数中看到一个脉冲，提供精确的到达时间和能量。倾斜的探测器会向研究小组告知事件的大致方向。

BurstCube属于一类名为立方体卫星的航天器。这些小型卫星有一系列标准尺寸，以直径10厘米（3.9英寸）的立方体为基础。立方体卫星提供了具有成本效益的太空访问，以促进开创性科学，测试新技术，并帮助教育下一代科学家和工程师进行任务开发、建造和测试。



在测试之前，工程师们将BurstCube连接到戈达德热真空室的平台上。图像：美国国家航空航天局/索菲亚·罗伯茨

Goddard的BurstCube机械工程师Julie Cox说：“我们能够订购BurstCub的许多零件，如太阳能电池板和其他现成组件，这些零件正成为立方体卫星的标准化产品。”。“这使我们能够专注于任务的新颖方面，如自制部件和仪器，这将展示新一代微型伽马射线探测器如何在太空中工作。”

BurstCube由美国国家航空航天局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心领导。它由美国国家航空航天局总部的科学任务局天体物理部资助。BurstCube的合作包括：位于亨茨维尔的阿拉巴马大学；马里兰大学帕克学院；维尔京群岛大学；华盛顿大学空间研究协会；华盛顿海军研究实验室；以及美国国家航空航天局位于亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心。