Euroopan avaruusjärjestö ESAn INTEGRAL-satelliitti laukaistaan Kazakstanin Baikonurista avaruuteen viikon päästä 17. lokakuuta Suomen aikaa kello 7.41. Suomalaispanos tähän viisi metriä korkeaan ja hieman alle neljä metriä halkaisijaltaan olevaan satelliittiin on ollut 2,5 miljoonaa euroa.
Tämä suurikokoinen gammasäteilyn alueella taivasta havaitseva avaruusteleskooppi on lajissaan maailman suurin ja sen odotetaan tuottavan uutta tietoa maailmankaikkeuden kaikkein rajuimmista ilmiöistä sekä eri alkuaineiden syntymisestä.
Gammasäteiden havaitseminen on hankalampaa kuin tavallisen valon näkeminen; gammasäteily on sähkömagneettisen spektrin suurienergisintä säteilyä, jopa röntgensäteitä voimakkaampaa, joten tavallinen peili ei pysäytä gammasäteitä.
Vauhdikkaan tiedotteen mukaan INTEGRAL:in eksoottinen kohdelista sisältää galaksitörmäyksiä, mustia aukkoja ja tappavia säteilysuihkuja sinkoavia neutronitähtiä, aktiivisia galaksiyhtymiä ja supernovia.
Erityisen kiinnostavia aineiden synnyssä ovat tähden kuolemat, supernovat, joita tutkimalla INTEGRAL pystyy kertomaan miten raskaat alkuaineet muodostuvat ja kuinka meidänkin rakennusaineemme ovat syntyneet. Supernovan lopputuloksena on usein neutronitähti tai musta aukko, jotka puolestaan ovat kummallisimpia avaruuden ilmestyksiä.
Satelliitin kiertorata on hyvin soikea, jotta se voisi olla mahdollisimman pitkän aikaa kerrallaan maapallon säteilyvöiden ulkopuolella. Radan korkein piste on yli 150 000 kilometrin korkeudessa. Satelliitti kiertää Maan kerran kolmessa vuorokaudessa.
Suuri avaruusalus
INTEGRAL (International Gamma-Ray Astrophysics Laboratory) on viisi metriä korkea ja hieman alle neljä metriä halkaisijaltaan oleva satelliitti. Aaruudessa, kun aurinkopaneelit ovat avautuneet, INTEGRAL on 16 metriä leveä.
Satelliitti koostuu kahdesta osasta: huoltomoduulista ja havaintolaitteista. Huoltomoduuli huolehtii satelliitin asennonsäädöstä, tiedonvälityksestä, ratahallinnasta ja sähkövirran saannista, kun taas sen päällä oleva instrumenttiosa pitää sisällään tieteelliset havaintolaitteet. Tämä osa painaa yli kaksi tonnia, ja on painavin Euroopan avaruusjärjestö ESAn koskaan avaruuteen laukaisema havaintolaitepaketti.
INTEGRAL laukaistaan voimakkaalla Proton —kantoraketilla, jollaista käytetty esimerkiksi kansainvälisen avaruusaseman lähettämisessä.
INTEGRALin päähavaintolaitteet toimivat samaan tapaan kuin vanhat neulansilmäkamerat; linssien ja peilien sijaan säteily kulkee hyvin pieniä reikiä täynnä olevan metallilevyn läpi. Levyn alapuolella on kuvan muodostava puolijohdekamera, jonka pinnalle reikien kautta tuleva gammasäteily muodostaa kuvan.
Kuvan ottamisen lisäksi tutkijat ovat kiinnostuneista saapuvan gammasäteilyn energiasta, eli sen aallonpituudesta. Tähän käytetään samoja menetelmiä kuin hiukkasfysiikassa, eli havaintolaitteeseen saapuva suurienerginen säde saa aikaan tuikahduksen valoa tai sähköä, jonka määrä on helppo mitata.
INTEGRALin päähavaintolaitteina on kuvan muodostava kamera ja säteilyn voimakkuutta mittaava spektrometri. Seurantakameroista toinen toimii näkyvän valon aallonpituudella ja toinen röntgensäteilyn alueella.
Suomalaistanskalainen JEM-X
INTEGRALin röntgenmonitori JEM-X (Joint European X-Ray Monitor) on suomalaisten ja tanskalaisten suunnittelema, valmistama ja testaama. Tanskalaisten päävastuu on ollut laitteen elektroniikka ja suomalaiset ovat vastanneet itse havaintolaitteesta ja sen vaatimasta mekaniikasta.
Suomalaiset ovat mukana myös JEM-X:n tieteellisen datan analysointia hoitavien tietokoneohjelmien suunnittelussa ja toteutuksessa. JEM-X auttaa tunnistamaan havaittavia kohteita ja tekee niistä havaintoja samaan aikaan pääinstrumenttien kanssa.
JEM-X:n havaintolaitteet koostuvat pienistä kahdeksankulmaisista xenon-kaasulla täytettyihin kammioihin sijoitetuista mikronauhalevyistä, jotka havaitsevat laitteeseen saapuvien röntgensäteiden paikan ja voimakkuuden. Laitteiden säteitä havaitseva pinta-ala on 500 neliösenttimetriä. Ulkonäöltään nämä ruostumattomasta teräksestä tehdyt pyöreät havaintolaitteet muistuttavat ulkogrilliä tai pientä kiuasta.
Suomalainen Metorex International Oy on eräs maailman johtavista röntgenmittalaitteiden valmistajista, ja se on vastannut JEM-X:n suomalaisosuudesta yhdessä Helsingin yliopiston tähtitieteen laitoksen suurenergia-astrofysiikan ryhmän kanssa.