कॉस्मिक रे एनर्जेटिक्स एंड मास एक्सपेरिमेंट

ब्रह्मांडीय किरण एनर्जेटिक्स एंड मास (सीआरईएएम) ब्रह्मांडीय किरण स्पेक्ट्रम में 1015 eV (जिसे "नी की संभावना" के रूप में भी जाना जाता है) तक ब्रह्मांडीय किरणों की संरचना निर्धारित करने के लिए एक प्रयोग है।

यह परिकल्पना की गई है कि ब्रह्मांडीय किरण स्पेक्ट्रम की नी की संभावना को सैद्धांतिक अधिकतम ऊर्जा द्वारा समझाया जा सकता है कि सुपरनोवा फर्मी त्वरण के अनुसार कणों को गति प्रदान कर सकता है। उच्च तंगुता गुब्बारे की सहायता से कम से कम 34 km (21 mi) की ऊंचाई पर भेजे गए समय-आधारित आवेश डिटेक्टर और संक्रमण विकिरण डिटेक्टर का उपयोग करके माप पूरा किया जाता है।

अंटार्कटिका में मैकमुर्डो केंद्र से प्रक्षेपित करने के बाद, गुब्बारा 60-100 दिनों तक ऊपर रहेगा और डिटेक्टरों पर प्रहार करने वाली अबाध ब्रह्मांडीय किरणों के आवेशों और ऊर्जाओं पर डेटा एकत्र करेगा।

अपेक्षित परिणाम
इस प्रकार के प्रयोग के लाभों में से एक यह है कि मूल कण की पहचान करना संभव है, जिसके कारण भू-आधारित डिटेक्टरों द्वारा एयर शावर (भौतिकी) का पता लगाया गया होगा। अधिकतम पता लगाने योग्य ऊर्जा स्तर उड़ान की अवधि और डिटेक्टर के आकार द्वारा निर्धारित किया जाता है; जो इस प्रकार के प्रयोगों के लिए कठिन बाधा है। 1015 eV पर नी के ऊपर पाई जाने वाली ब्रह्मांडीय किरणों की उत्पत्ति को समझने के लिए ब्रह्मांडीय किरणों की संरचना का स्पष्ट माप आवश्यक है। तिथि के लिए, सीआरईएएम गुब्बारा प्रयोगों ने कुल 161 दिनों का एक्सपोजर एकत्र किया है, जो किसी भी अन्य एकल गुब्बारा-जनित प्रयोग से अधिक है।



प्रायोगिक लक्ष्य

 * क्या नी को सुपरनोवा के कारण अधिकतम त्वरण द्वारा समझाया जा सकता है?
 * क्या ब्रह्मांडीय किरणों की संरचना समय के साथ परिवर्तित हो गई है?
 * क्या ब्रह्मांडीय किरणों के उत्पादन के लिए कई तंत्र उत्तरदायी हैं?

निर्माण
इन प्रश्नों का उत्तर देने के लिए, 1012 से 1015 eV क्षेत्र में ब्रह्मांडीय किरणों की जांच करना विशेष रुचि है, नी के ठीक नीचे मौलिक संरचना में परिवर्तन की भविष्यवाणी करने वाले कई सिद्धांत हैं। ब्रह्मांडीय किरणों के तात्विक स्पेक्ट्रम को निर्धारित करने के लिए, सीआरईएएम लोहे (Z = 26) तक के कणों के आवेश का पता लगाने के लिए सिलिकॉन आवेशित डिटेक्टर, टाइमिंग आवेशित डिटेक्टर और स्किंटिलेटिंग फाइबर होडोस्कोप का उपयोग करता है। आयनीकरण कैलोरीमीटर के साथ, ऊर्जा को संक्रमण विकिरण डिटेक्टर (टीआरडी) से मापा जाता है। क्योंकि सभी डिटेक्टर एक-दूसरे के निकट हैं, कैलोरीमीटर में उत्पादित बौछारों और आवेश-मापने वाले यंत्रों के बीच वार्तालाप को कम करना प्रमुख चिंता का विषय है। इस प्रभाव को कम करने के लिए, सीआरईएएम छोटे से क्षेत्र के साथ बड़ी संख्या में पिक्सेल का उपयोग करता है, साथ ही प्राथमिक कण के कारण होने वाली घटनाओं और कैलोरीमीटर से बैक-स्कैटरिंग के कारण होने वाली घटनाओं के बीच अंतर करने के लिए बहुत तीव्र रीडआउट समय होता है।

टीआरडी का अपेक्षाकृत कम घनत्व कम प्रवाह वाले कणों का पता लगाने के लिए बड़े डिटेक्टर ज्यामिति की अनुमति देता है। लॉरेंत्ज़ कारक γ को मापकर, कण के आवेश के ज्ञान के साथ मिलकर, डिटेक्टर को आवेश ±1 (इलेक्ट्रॉन, पियोन, म्यूऑन, आदि) की विभिन्न ब्रह्मांडीय किरणों के साथ जांचना संभव है। दक्षिणी ध्रुव के पास ब्रह्मांडीय किरणों के लिए अपेक्षाकृत कम भू-चुंबकीय कटऑफ ऊर्जा के कारण, इन कम-ऊर्जा कणों के वीटो के रूप में कार्य करने के लिए टीआरडी के मॉड्यूल के बीच चेरेंकोव डिटेक्टर रखा गया है।

विद्युत् के लिए, प्रणाली में ऊर्जा भंडारण के लिए बैटरी सम्मिलित हैं, साथ ही 100 दिनों के लिए मिशन को बनाए रखने के लिए रेटेड सौर सरणी भी सम्मिलित है। कुल मिलाकर, उपकरण से 28-वोल्ट की आपूर्ति से केवल 380 वाट खींचने की आशा है, ऊर्जा-कुशल इलेक्ट्रॉनिक्स की बहुत ही सावधानीपूर्वक पसंद के लिए धन्यवाद। निकट-निर्वात स्थितियों में, 100 वोल्ट से कम पर कार्य करने वाले बिना शील्ड वाले इलेक्ट्रॉनिक्स के बीच कोरोनल डिस्चार्ज के विरुद्ध महत्वपूर्ण सावधानी बरतनी चाहिए। प्लास्टर जैसे हल्के हल्के अचालक यौगिक में सभी प्रासंगिक इलेक्ट्रॉनिक्स को घेर कर इसे कम किया जाता है।

उपकरण को तापमान की विस्तृत श्रृंखला में संचालित करने में सक्षम होना चाहिए, क्योंकि अंटार्कटिका के उच्च अल्बेडो बहुत अधिक तापमान उत्पन्न कर सकते हैं, जबकि अंधेरे की अवधि के परिणामस्वरूप बहुत कम तापमान होगा।

वांछित ऊंचाई तक पहुँचने के लिए गिट्टी को छोड़कर, उपकरण का कुल वजन 5,500 lb से अधिक नहीं होना चाहिए। पर्याप्त मात्रा में संकट के बाद उपकरण को गुब्बारे से अलग करके पुनर्प्राप्ति की जाती है, और उपकरण के अवतरण को कुछ सीमा तक धीमा करने के लिए पैराशूट खुलता है। यद्यपि प्रयोग को कोलंबिया वैज्ञानिक गुब्बारा सुविधा की संरचनात्मक आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, यह अपरिहार्य है कि उपकरण के बदले जाने वाले भागों को कुछ हानि होगी। मुख्य प्राथमिकता डेटा पुनर्प्राप्ति है; अन्य सभी प्रणालियों को इस बिंदु पर द्वितीयक माना जाता है।

आईएसएस-सीआरईएएम
उच्चारित "आइस-क्रीम", आईएसएस-सीआरईएएम, सीआरईएएम गुब्बारा प्रयोगों की अगली पीढ़ी का संस्करण है जिसे सीआरएस-12 मिशन के साथ 14 अगस्त, 2017 को अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष केंद्र भेजा गया था, और केंद्र पर स्थायी रूप से स्थापित किया जायेगा। 410 किमी की ऊंचाई पर स्थित, पिछली गुब्बारा उड़ानों की तुलना में 10 गुना अधिक, आईएसएस-सीआरईएएम अपने तीन साल के मिशन के समय लगभग नॉन-स्टॉप डेटा लेने में सक्षम होगा। अत्यधिक ऊंचाई के कारण, संसूचक तक पहुँचने से पहले आपतित कणों के बिखरने के लिए कोई वातावरण नहीं है। यह आशा की गई थी कि यह आईएसएस-आधारित मिशन क्रैम गुब्बारा प्रयोगों की तुलना में परिमाण के क्रम में अधिक डेटा एकत्र करेगा।

परियोजना प्रबंधन संकट के बाद, आईएसएस-सीआरईएएम को फरवरी 2019 में बंद कर दिया गया।

अनुदान
सीआरईएएम प्रयोगों को वर्तमान में नासा द्वारा वित्त पोषित किया जा रहा है।

सहयोगी
वर्तमान सीआरईएएम सहयोग टीम में सदस्य सम्मिलित हैं


 * मैरीलैंड विश्वविद्यालय, कॉलेज पार्क
 * पेंसिल्वेनिया राजकीय विश्वविद्यालय
 * सुंगक्यंकवान विश्वविद्यालय
 * मेक्सिको का राष्ट्रीय स्वायत्त विश्वविद्यालय
 * ग्रेनोबल, फ्रांस के लेबरेटोर डी फिजिक सबाटोमिक एट डी कॉस्मोलोजी
 * क्यूंगपुक राष्ट्रीय विश्वविद्यालय
 * गोडार्ड अंतरिक्ष उड़ान केंद्र
 * वॉलॉप्स उड़ान सुविधा
 * उत्तरी केंटकी विश्वविद्यालय

यह भी देखें

 * ब्रह्मांडीय किरण प्रणाली (वॉयजर्स पर ब्रह्मांडीय किरण प्रयोग)

बाहरी संबंध

 * Photos of the Cosmic Ray Energetics and Mass Experiment, on Tumbler
 * Photos of the Cosmic Ray Energetics and Mass Experiment, on Tumbler