大きな星が寿命の終わり近くに重力崩壊するとき、中性子星がしばしば結果になります。これは、星の外側の層が大規模な爆発（つまり、超新星）で吹き飛ばされ、コアが極端な密度に圧縮された後に残っているものです。その後、星の回転率は大幅に増加し、電磁放射のビームを放出する場所で「パルサー」になります。
そして今、それらがイギリスの宇宙物理学者ジョセリンベルによって最初に発見されてから50年後、これらの天体の研究に専念する最初のミッションが実装されようとしています。中性子星インテリアコンポジションエクスプローラー（NICER）として知られています。これは、この夏に国際宇宙ステーションに配備される2部構成の実験です。すべてがうまくいけば、このプラットフォームは最大の天文学の謎の1つに光を当て、新しいテクノロジーをテストします。
天文学者はほぼ1世紀の間中性子星を研究してきました。それらは質量と半径のいくつかの非常に正確な測定をもたらしました。しかし、中性子星の内部で実際に発生するものは、永続的な謎のままです。それらの内部を支配する物理学を説明する多くのモデルが進歩してきましたが、これらのタイプの条件下で問題がどのように動作するかはまだ不明です。
中性子星は通常、都市のサイズである空間の体積内に太陽の質量の約1.4倍（または地球の質量の460,000倍）を保持するため、当然のことです。このような状況では、かなりの量の物質が非常に小さな体積に詰め込まれ、圧壊重力と信じられないほどの物質密度が生じますが、宇宙の他のどこにも見られません。
NASAのゴダード宇宙飛行センターの科学者であるキースジェンドローは、最近のNASAの報道声明で次のように説明しています。
「これらの条件下での物質の性質は、何十年も前の未解決の問題です。理論は中性子星の内部を支配する物理学を説明するために多くのモデルを発展させてきました。 NICERを使用すると、これらの理論を正確な観察で最終的にテストできます。」
NICEは、マサチューセッツ工科大学（MIT）、海軍研究所、および米国とカナダの大学の支援を得て、NASAのゴダード宇宙飛行センターによって開発されました。これは、56台のX線望遠鏡とシリコン検出器を含む冷蔵庫サイズの装置で構成されています。当初は2016年の後半に配備することを目的としていましたが、ローンチウィンドウは今年まで利用できませんでした。
ISSに搭載された外部ペイロードとしてインストールされると、X線バンドで中性子星を観測することにより、18か月にわたって中性子星（主にパルサー）に関するデータを収集します。これらの星はスペクトル全体にわたって放射線を放出しますが、X線観測は、それらの構造とそれに関連するさまざまな高エネルギー現象について明らかにすることに関して、最も有望であると考えられています。
これらには、宇宙、熱核爆発、宇宙で知られている最も強力な磁場が含まれます。これを行うために、NICERはこれらの星の磁場と磁極から生成されたX線を収集します。中性子星の磁場の強さが粒子を閉じ込めて表面に降り注ぎ、X線を生成するのは極にあるため、これが重要です。
パルサーでは、これらの強磁場により、エネルギー粒子が集束された放射線ビームになります。これらのビームは、パルサーに名前を付けるものです。これらのビームは、星の回転のおかげでフラッシュのように見えます（それらに「灯台」のような外観を与えます）。物理学者が観察したように、これらの脈動は予測可能であり、したがって、原子時計と全地球測位システムが地球上にあるのと同じように使用できます。
NICERの主な目標は科学ですが、新しい形式のテクノロジーをテストする可能性もあります。たとえば、この装置は、自律型X線パルサーベースのナビゲーションの初めてのデモンストレーションに使用されます。 X線タイミングおよびナビゲーションテクノロジー（SEXTANT）のステーションエクスプローラーの一部として、チームはNICERの望遠鏡を使用してパルサーによって生成されたX線ビームを検出し、パルスの到着時間を推定します。
その後、チームは特別に設計されたアルゴリズムを使用して、車載ナビゲーションソリューションを作成します。将来的には、星間宇宙船は理論的にこれに依存して自律的に位置を計算することができます。これにより、世界で最も機密性の高い通信システムであると考えられているNASAのディープスペースネットワーク（DSN）に依存することなく、宇宙で自分の道を見つけることができます。
NICERプロジェクトは、ナビゲーションに加えて、X線ベースの通信（XCOM）の実行可能性について、これまでにないテストを実施したいと考えています。 X線を使用してデータを送受信することにより（現在、電波を使用しているのと同じ方法で）、宇宙船は惑星間距離にわたって毎秒ギガビットの速度でデータを送信できました。そのような能力は、私たちが乗組員のミッション、ローバー、オービターと通信する方法に革命をもたらす可能性があります。
両方のデモの中心となるのは、NICERチームがペイロードの検出器を較正し、ナビゲーションアルゴリズムをテストするために開発した変調X線源（MXS）です。このデバイスは、強度が急速に変化するX線を生成し（1秒あたり何度もオン/オフを切り替えることにより）、中性子星の脈動をシミュレートします。 Gendreauが説明したように：
「これは私たちが宇宙ステーションで行っている非常に興味深い実験です。 NASA本社では、科学および宇宙技術の人々から多くの素晴らしいサポートを受けてきました。これらは、NICERを可能にするテクノロジーとNICERが実証するテクノロジーを進歩させるのに役立ちました。ミッションは、いくつかの異なるレベルでトレイルを燃やすことです。」
MXSが来年のいつかステーションに出荷される準備ができていることが望まれます。その時、航海と通信のデモンストレーションが始まりました。そして、ベルの発見50周年を記念する7月25日までに、チームは今年後半に予定されている科学会議で調査結果を発表するのに十分なデータを収集することが期待されています。
成功した場合、NICERは中性子星（および物質が超高密度状態でどのように動作するか）の動作に関する私たちの理解に革命をもたらす可能性があります。この知識は、ブラックホールなどの他の宇宙論の謎を理解するのにも役立ちます。その上、X線通信とナビゲーションは、私たちが知っているように、宇宙探査と旅行に革命を起こす可能性があります。家の近くに配置されたロボットミッションからのより大きなリターンを提供することに加えて、それはまた、外側の太陽系のそしてさらにそれ以上の場所へのより有利なミッションを可能にするかもしれません。
