XMM-Newton je vesmírná observatoř (rentgenový dalekohled) Evropské kosmické agentury (ESA) pro pozorování rentgenového záření. Byla vypuštěna 10. prosince 1999 v 14:32 UTC na palubě nosné rakety Ariane 5 Generic z kosmodromu ELA-3 v Kourou ve Francouzské Guyaně. V provozu by měla zůstat nejméně do konce roku 2026 s možným prodloužením do konce roku 2029.

Sonda byla pojmenována po anglickém fyzikovi, matematikovi a astronomovi Isaacu Newtonovi. Hlavním posláním XMM-Newton je zkoumání nejenergičtějších procesů ve vesmíru. Patří mezi ně například pád hmoty do černých děr, neutronových hvězd, zrození i zánik hvězd (viz supernovy) a studium záření z aktivních galaxií.

Provoz Nosná raketa Ariane 5 umístila 3,8tunovou družici dne 10. prosince 1999 na excentrickou oběžnou dráhu kolem Země s rovníkovým sklonem 38,7° s nejbližší vzdáleností 850 km a největší vzdáleností 114 000 km. Další úpravy následující týden pomocí palubního motoru zvýšily vzdálenost nejbližšího bodu k Zemi na 7 000 km. Parametry excentrické oběžné dráhy se v průběhu let měnily. Podle údajů z roku 2010 byl vzdálenost nejbližšího bodu 26 700 km a největší vzdálenost 107 230 km se sklonem 60°. Taková oběžná dráha s oběžnou dobou přibližně 48 hodin umožňuje dlouhá a nepřerušovaná pozorování proměnných objektů a po většinu své oběžné doby zůstává mimo rušivé radiační pásy Země.

Observatoř XMM-Newton je nepřetržitě monitorována Evropským střediskem kosmických operací (ESOC) v Darmstadtu v Německu. Rádiové antény pozemního sledovacího systému ESTRACK v Kourou ve Francouzské Guyaně a také v Perthu v Austrálii udržují s družicí nepřetržitou komunikaci. Další pozemní stanice ve Villafranca del Castillo ve Španělsku, Santiagu v Chile a Dongara v Austrálii slouží jako záložní. Družice nemá paměť a nepřetržitě vysílá svá data na Zemi. Data shromážděná observatořemi jsou zpracovávána a spravována vědeckým operačním střediskem XMM-Newton v European Space Astronomy Centre (ESAC) ve Villafranca del Castillo (Španělsko) a dále distribuována vědecké komunitě.

Provoz této vesmírné observatoře byl původně plánována na 10 let a později byla několikrát prodloužena v letech 2005, 2007, 2009, 2010, 2014, 2016, 2018 , 2020 a 2023. Další prodloužení bylo schváleno v březnu 2023, přičemž provoz bude pokračovat do konce roku 2026 s indikativním prodloužením do roku 2029.

náhled|Schéma kosmického modulu náhled|Animace excentrické oběžné dráhy družice vzhledem k Zemi

Kosmický modul XMM-Newton je tříosý stabilizovaný kosmický modul vyrobený z kompozitů z uhlíkových vláken. Družice, jejíž startovací hmotnost byla 3,8 tuny, se skládá z servisního modulu nesoucího tři paralelně uspořádané rentgenové zrcadlové moduly, které současně pozorují stejnou oblast. Pro zvětšení efektivní sběrné plochy se každý dalekohled skládá z 58 do sebe vložených, tenkých, ale vysoce přesných zrcadlových plášťů. Velká část hmotnosti pochází z kovových zrcadel. Ohnisková vzdálenost je 7,5 m a průměr největšího zrcadlového pláště je 70 cm. Ve srovnání s rentgenovou observatoří Chandra provozovanou NASA, která pracuje současně, má XMM-Newton výrazně větší efektivní sběrnou plochu, zejména pro tvrdé rentgenové záření kolem 7 keV, což ho činí citlivějším, ale s horším rozlišením, které má pro bodový zdroj poloviční šířku přibližně 5 obloukových sekund.

Dále se skládá z pohonného a elektrického systému, dlouhého tubusu dalekohledu a sestavy ohniskové roviny nesoucí vědecké přístroje.

Celková délka družice XMM-Newton je 10 metrů a její solární panely dávají družici rozpětí 16 metrů. Hlavní dodavatel, společnost Dornier Satellitensysteme DASA, vedl průmyslové konsorcium zahrnující 46 společností ze 14 evropských zemí a jednu ze Spojených států. Moduly rentgenových zrcadel vyvinula společnost Media Lario z italského Coma. XMM-Newton byla původně nejmasivnější družicí, jakou kdy Evropa postavila a vypustila. Tento rekord však od té doby překonala mimo jiné družice Integral agentury ESA, která byla vypuštěna v roce 2002 a doplňuje pozorování gama záření pomocí XMM-Newton.

Přístroje XMM-Newton má tři typy přístrojů:

Evropské fotonové zobrazovací kamery (EPIC) Tři evropské fotonové zobrazovací kamery (EPIC) byly postaveny pod britským vedením v Itálii, Francii, Německu a Velké Británii. Za každým ze tří dalekohledů se nachází kamera EPIC. Jedna z kamer používá nový typ pn- CCD , který byl vyvinut polovodičovou laboratoří Institutu Maxe Plancka pro mimozemskou fyziku společně se společností KETEK GmbH. Díky křemíkovým čipům, které dokáží registrovat extrémně slabé rentgenové záření, jsou tyto pokročilé kamery s nábojově vázanými zařízeními (CCD) schopny detekovat rychlé změny intenzity, a to až do tisícin sekundy a méně.

Reflexní mřížkové spektrometry (RGS) Dva reflexní mřížkové spektrometry (RGS) byly postaveny za účasti Nizozemska a USA. Pro doplňkovou analýzu spektra mají dva ze tří dalekohledů na svém zrcadlovém modulu mřížkovou strukturu, která odráží asi 40 procent přicházejících paprsků do sekundárního ohniska s vlastní CCD kamerou. Tento reflexní mřížkový spektrometr (RGS) rozkládá různé vlnové délky, a tak podrobněji než EPIC indikuje přesný stav jednotlivých prvků, jako je kyslík a železo.

Optický dalekohled (OM) Optický monitor je dalekohled o průměru 30 cm, který je umístěn paralelně se třemi rentgenovými dalekohledy. Umožňuje misi studovat cíle ve viditelném a ultrafialovém světle současně s rentgenovými pozorováními. Byl vyvinut ve Velké Británii.

Reference

Externí odkazy

Kategorie:Vesmírné teleskopy Kategorie:Umělé satelity Země