Overclockers.ru: НАСА разработало сверхмощный рентгеновский сенсор всего с 36 пикселями

Наступили такие времена, когда даже в маленькие мобильные устройства начали устанавливать камеры на 200 миллионов пикселей, однако недавно запущенному космическому телескопу такое количество пикселей не требуется. НАСА в сотрудничестве с JAXA (Японское агентство аэрокосмических исследований) разработали новый рентгеновский сенсор под названием Resolve для недавно запущенного спутника XRISM. Сообщается, что сенсор имеет всего 36 пикселей - не мегапикселей, а именно тридцать шесть пикселей. Несмотря на низкое разрешение, НАСА утверждает, что новый инструмент может совершить прорыв в изучении сигналов дальнего рентгеновского излучения.

Resolve является главным научным инструментом на борту спутника XRISM, который выполняет миссию по рентгеновской визуализации и спектроскопии космоса. Для справки, японский спутник отправился в космос в сентябре 2023 года. С тех пор НАСА и JAXA опубликовали всего несколько подробностей о ходе миссии, но недавно НАСА раскрыло больше информации о конструкции и возможностях сенсора Resolve. Микросхема, представленная на изображении ниже, представляет собой матрицу 6x6 пикселей, настолько больших, что их легко заметить невооруженным глазом. Инженеры утверждают, что здесь важно качество, а не количество, так как каждый из этих пикселей способен измерять температуру объектов во Вселенной.

Сенсор Resolve был изобретен и изготовлен в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА. Это один из двух инструментов на борту XRISM, второй — более традиционная рентгеновская ПЗС-камера. «Resolve — это больше, чем камера. Его сенсор измеряет температуру каждого рентгеновского луча, который попадает на него», — сообщил Брайан Уильямс, научный сотрудник НАСА по проекту XRISM в Годдарде.

Таким образом, каждый из 36 пикселей является «микрокалориметрическим спектрометром», способным измерять мельчайшие изменения температуры. Они настолько точные, что ученые могут использовать рентгеновский спектр для определения состава объекта, излучившего энергию, и его движения в космосе. В НАСА утверждает, что даже один пиксель с такой функциональностью был бы очень полезен, а у Resolve их целых 36. Космический телескоп будет использовать Resolve для изучения объектов, таких как сверхмассивные черные дыры, остатки сверхновых и облака перегретого газа в скоплениях галактик.

Для фиксирования крошечных изменений температуры рентгеновского излучения Resolve необходимо ограничить влияние всех других источников тепла. Для этого инженеры Центра Годдарда разработали шестиступенчатую систему охлаждения, которая снижает температуру микросхемы до 50 микрокельвинов, что составляет лишь малую долю градуса выше абсолютного нуля.

НАСА и JAXA уже опубликовали некоторые данные, полученные телескопом XRISM, но его миссия рассчитана ещё на два с половиной года работы. Специалисты НАСА считают, что благодаря работе XRISM можно будет создать более крупные массивы микрокалориметрических пикселей, число которых может исчисляться сотнями или тысячами.

Инженерам, вероятно, не терпится двигаться в этом направлении дальше, но придется подождать окончательных результатов. НАСА разработало Resolve для наблюдения за рентгеновскими лучами с энергией всего 300 электронвольт. Однако защитная шторка на борту XRISM не задвинулась, что ограничило возможности прибора энергиями 1 800 эВ и выше. Тем не менее, это все равно лучше, чем предыдущая попытка, когда аналогичный инструмент преждевременно завершил свою работу на борту обреченного космического аппарата Hitomi.