¿Por qué colocar el telescopio de rayos X Spektr-RG/eROSITA completamente en Sol-Tierra L2?

Según Spektr-RG de Wikipedia ; Perfil de la misión y órbita :

Perfil y órbita de la misión

La nave espacial entrará en una órbita alrededor del Sol, en el punto L2 Lagrangiano, a unos 1,5 millones de kilómetros de la Tierra, con la Tierra protegiéndola de la luz solar. Esa operación tomará tres meses, durante los cuales se verificará y calibrará la carga útil. Los próximos cuatro años se dedicarán a realizar ocho estudios de todo el cielo. Los tres años siguientes están programados para observaciones de cúmulos de galaxias seleccionados y otros objetos de interés.

La página espacial de Gunter para Spektr-RG (SXG) dice en cambio que estará en una órbita de halo alrededor de SE-L2 :

...SXG estará en una órbita de halo alrededor del punto de Lagrange L-2.

Space.com dice:

Spektr-RG luego navegará a una órbita estable en el espacio llamada punto de Lagrange (específicamente, L2), donde las fuerzas gravitatorias de dos objetos grandes, en este caso, el sol y la Tierra, se equilibran entre sí. Esta ubicación permitirá que Spektr-RG realice sus observaciones utilizando una cantidad mínima de combustible.

[...] El observatorio incluye dos telescopios de espejo de rayos X, llamados ART-XC y eROSITA. ART-XC (una carga útil rusa) examinará las energías más altas de los rayos X, hasta 30 keV, mientras que eROSITA (Extended Roentgen Survey with an Imaging Telescope Array) está optimizado para un rango de energía de 0,5 a 10 keV.

Preguntas:

  1. ¿Por qué poner el telescopio de rayos X Spektr-RG completamente en Sol-Tierra L2? JWST está lejos de la Tierra para permanecer térmicamente estable al evitar el calor radiante de la Tierra (y varias otras razones), pero no creo que todo el telescopio Spektr-RG deba ser criogénico.
  2. ¿Estará en una órbita de halo o de Lissajous alrededor de L2 (como la mayoría de las naves espaciales en L1 o L2) o estará realmente en L2 propiamente dicho "con la Tierra protegiéndolo de la luz solar"?

ingrese la descripción de la imagen aquíSpektr-RG, Fuente Lavochkin

Tal vez una lectura interesante: arxiv.org/abs/1209.3114 ; el capítulo 3 enumerará los parámetros orbitales (planificados) del halo alrededor de L2
imprs-astro.mpg.de/sites/default/files/… tiene en 3.4 una buena "Comparación de la órbita terrestre baja con la órbita alrededor de L2"
@samcarter Creo que los primeros dos párrafos de la Sección 3 en el primer enlace contienen al menos dos razones que podrían ser la base de una buena respuesta, y sí, el final de la sección 3.4 lo confirma. ¡Yo diría que lo escribas, es una buena respuesta!
Ok, voy a escribir algo

Respuestas (1)

eRosita está en camino a una órbita elíptica alrededor de L2 (con L2 en el centro de la elipse).

ingrese la descripción de la imagen aquí

(fuente de la imagen: https://www.slideshare.net/esaops/wilms , p. 19)

Según Merloni et al. (2012, https://arxiv.org/abs/1209.3114 ), el eje semi-mayor está planeado con aproximadamente 1 000 000 km y el período orbital debería ser de aproximadamente 6 meses.

Echando un vistazo a la agitada historia del proyecto que ahora se convirtió en eRosita, es interesante ver que primero se planeó una órbita muy diferente. La historia de eRosita se remonta a ABRIXAS, un satélite de rayos X que fue lanzado pero que nunca pudo ponerse en funcionamiento por problemas técnicos. Para reemplazar este satélite, evolucionaron los planes para el telescopio ROSITA. Se planeó montar este telescopio en la ISS y utilizar un diseño muy similar al de ABRIXAS, pero una investigación más detallada reveló que la ubicación no sería adecuada para el telescopio. Sin desistir de la idea, el siguiente estudio de diseño fue DUO, una cooperación con la NASA, que era básicamente el telescopio ROSITA montado en un satélite LEO, pero este quedó en la fase de diseño. Finalmente una versión extendida de estos planes ROSITA ( eRosita) se realizó junto con Roskosmos. Al principio, también se planeó tener un LEO, pero en 2008 se cambió a una órbita L2 por "razones relacionadas con vuelos espaciales".

Ventajas de la nueva órbita:

  • posibilidad de tiempo de observación continuo sin ocultaciones por parte de la Tierra
  • condiciones térmicas estables
  • sin tiempos de inactividad debido al cruce de la Anomalía del Atlántico Sur

Desventaja de la nueva órbita:

  • mayor radiación de fondo esperada
  • necesidad de resistencia a la radiación electrónica debido a la órbita fuera de los cinturones de Van Allen

(el párrafo anterior se resume en https://www.imprs-astro.mpg.de/sites/default/files/Muehlegger_Martin_2010.pdf , consulte el pdf vinculado para obtener más detalles)

Peter Predehl, el director científico de eRosita nombró las siguientes razones principales de la órbita L2 en una entrevista:

Hay tres razones principales para esto:

  • En un lugar alrededor del punto de libración 2, que está a unos 1,5 millones de kilómetros de la Tierra, nuestro planeta no se interpone en el camino.
  • También hay una temperatura constante en el exterior porque los instrumentos no están expuestos al cambio constante del día y la noche.
  • En tercer lugar, la ubicación permite una observación permanente del cielo.

(cita de https://www.mpg.de/13559826/the-telescope-offers-enorme-potential )

@uhoh ¡Gracias por tus comentarios! Amplié un poco mi respuesta. Puedo convertirlo en una respuesta wiki de la comunidad en caso de que desee agregar algo.
¡Es genial cuando alguien se toma el tiempo para profundizar y escribir una respuesta autorizada, exhaustiva y con buenas fuentes!
@uhoh ¡Gracias por ofrecer la recompensa! Actualización rápida de estado: eRosita ahora está a más de 1 Mio km de la Tierra y está desgasificando para evitar la contaminación de los detectores cuando se enfríen
¿Por qué colocar el telescopio de rayos X Spektr-RG/eROSITA completamente en Sol-Tierra L2?
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