Des ingénieurs et des scientifiques ont expédié l’instrument ComPair de la NASA à Fort Sumner, au Nouveau-Mexique, avant son vol prévu en août au début de la campagne de ballons d’automne 2023 de la NASA.
L’objectif de ComPair est de tester de nouvelles technologies pour étudier les rayons gamma, la forme de lumière la plus énergétique. Il a été assemblé et testé au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland.
« La gamme d’énergie des rayons gamma que nous ciblons avec ComPair n’est pas bien couverte par les observatoires actuels », a déclaré Carolyn Kierans, chercheuse principale de l’instrument chez Goddard. « Nous espérons qu’après un vol d’essai de ballon réussi, les futures versions des technologies seront utilisées dans des missions spatiales. »
ComPair est conçu pour détecter les rayons gamma avec des énergies comprises entre 200 000 et 20 millions d’électrons-volts. (À titre de comparaison, l’énergie de la lumière visible est de 2 à 3 électron-volts.) Les sursauts de supernovae et de rayons gamma, les explosions les plus puissantes du cosmos, brillent le plus dans cette gamme, tout comme les galaxies actives les plus massives et les plus éloignées, qui sont alimentées par des trous noirs supermassifs. Les scientifiques le savent car ils voient une fraction de la lumière émise par ces galaxies avec le télescope spatial Fermi Gamma-ray de la NASA, qui observe les rayons gamma de plus haute énergie.
ComPair tire son nom des deux façons dont il détecte et mesure les rayons gamma : la diffusion Compton et la production de paires. La diffusion Compton se produit lorsque la lumière frappe une particule, comme un électron, et lui transfère de l’énergie. La production de paires se produit lorsqu’un rayon gamma effleure le noyau d’un atome. L’interaction convertit le rayon gamma en une paire de particules – un électron et son homologue d’antimatière, un positron.
L’instrument ComPair comporte quatre composants principaux :
L’équipe de la mission a assemblé tous les composants et les a testés dans une grande chambre à vide thermique à Goddard pour évaluer leur fonctionnement à des altitudes de ballon. L’étape suivante consiste à faire voler l’instrument. Le vol transportera ComPair à une hauteur d’environ 133 000 pieds (40 000 mètres), soit près de quatre fois l’altitude de croisière d’un avion de ligne commercial.
ComPair se superposera à l’une des principales charges utiles de ballons qui voleront pendant la campagne annuelle de ballons Fort Sumner de la NASA. Les ballons scientifiques de la NASA offrent un accès fréquent et peu coûteux à l’espace proche pour mener des enquêtes scientifiques et la maturation technologique dans des domaines tels que l’astrophysique, l’héliophysique et la recherche atmosphérique, ainsi que la formation de la prochaine génération de leaders en ingénierie et en science.
ComPair est une collaboration entre Goddard, le Naval Research Laboratory à Washington, le Brookhaven National Laboratory à Upton, New York, et le Los Alamos National Laboratory au Nouveau-Mexique.