Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
МИРИ
МИРИ интегрируется в ISIM, 2013 г.
Система охлаждения MIRI проходит испытания
MIRI без ящиков в Центре космических полетов Годдарда , 2012 г.
Инфографика приборов JWST и их диапазоны наблюдения света по длине волны

MIRI , или инструмент среднего инфракрасного диапазона , - это инструмент на космическом телескопе Джеймса Уэбба . [1] MIRI является камерой и спектрограф , который наблюдает середины до длинного инфракрасного излучения от 5 микрон до 28 микрон. [1] Здесь также есть коронографы , особенно для наблюдения за экзопланетами . [2]

В то время как большинство других инструментов Уэбба могут видеть с самого начала в ближнем инфракрасном диапазоне или даже в таком коротком, как оранжевый видимый свет, MIRI может видеть свет с более длинной длиной волны там, где другие инструменты не работают. [1] MIRI использует кремниевые массивы, легированные мышьяком, для проведения наблюдений на этих длинах волн. [1] Тепловизор разработан для широкого обзора, но спектрограф имеет меньший вид. [1] Поскольку он просматривает более длинные волны, он должен быть холоднее, чем другие инструменты (см. Инфракрасная астрономия ), и имеет дополнительную систему охлаждения. [1] Система охлаждения MIRI включает в себя предварительный охладитель с импульсной трубкой и контур Джоуля-Томсона.теплообменник . [1] Это позволяет охладить MIRI до температуры 7 кельвинов во время работы в космосе. [1]

Обзор [ править ]

Спектрограф может наблюдать длины волн от 4,6 до 28,6 микрон и имеет четыре отдельных канала, каждый со своими решетками и резчиками изображений. [2] Поле зрения спектрографа составляет 3,5 на 3,5 угловых секунды. [2]

Тепловизор имеет шкалу 0,11 угловой секунды / пиксель и поле зрения 74 на 113 угловых секунд. [3] Ранее в разработке планировалось, что поле обзора будет 79 на 102 угловые секунды (1,3 на 1,7 угловых минут ). [2] Канал формирования изображения имеет десять доступных фильтров, а детекторы изготовлены из кремния, легированного мышьяком ( Si : As ). [1] Детекторы имеют разрешение 1024x1024 пикселей и называются модулями фокальной плоскости или FPM. [4]

В течение 2013 г. и завершился в январе 2014 г. MIRI был интегрирован в интегрированный модуль научных инструментов (ISIM). [5] MIRI успешно прошла тесты Cryo Vac 1 и Cryo Vac 2 в рамках ISIM в 2010-х годах. [5] MIRI был разработан международным консорциумом. [5]

MIRI прикреплен к ISIM с помощью гексапода из углеродного волокна и пластика, который прикрепляет его к космическому кораблю, но также помогает его термически изолировать. [1] (см. Также пластик, армированный углеродным волокном )

Сводка деталей: [6]

  • Оптика спектрометра
    • Основная оптика спектрометра (SMO) [4]
    • Спектрометр Pre Optics (SPO) [4]
  • Матрицы в фокальной плоскости
  • Модуль калибровки входной оптики (IOC) [4]
    • Переднее зеркало [4]
    • Источник калибровки тепловизора [4]
    • Крышка контроля загрязнения (CCC) [4]
  • Углепластик гексапода
  • Тепловизор
  • Срезы изображений
  • Палуба

Большая часть MIRI расположена в основной структуре ISIM, однако криокулер находится в области 3 ISIM, которая находится в шине космического корабля (JWST) . [7]

Модуль формирования изображения MIRI также включает в себя спектрометр низкого разрешения, который может выполнять длиннощелевую и бесщелевую спектроскопию с длиной волны света от 5 до 12 мкм. [8] ЛРП использует Ge ( Германий металл) и ZnS ( сульфид цинка ) призмы , чтобы вызвать спектроскопическую дисперсию. [8]

Криокулер [ править ]

Чтобы обеспечить возможность наблюдений в среднем инфракрасном диапазоне с помощью JWST, прибор MIRI имеет дополнительную систему охлаждения. Он работает примерно так же, как работает большинство холодильников или кондиционеров: жидкость понижается до холодной температуры в теплой части и отправляется обратно в холодную часть, где она поглощает тепло, а затем возвращается в конденсатор. Одним из источников тепла является остаточное тепло космического корабля, а другим - собственная электроника космического корабля, некоторые из которых близки к реальным приборам для обработки данных наблюдений. Большая часть электроники находится в гораздо более теплой шине космического корабля, но часть электроники должна быть намного ближе, и для уменьшения выделяемого ими тепла потребовались большие длины. За счет уменьшения количества тепла, выделяемого электроникой на холодной стороне, необходимо отводить меньше тепла.

В этом случае криокулер JWST находится в автобусе космического корабля, и он имеет линии охлаждающей жидкости, идущие к прибору MIRI, охлаждая его. Криоохладитель имеет на шине космического корабля радиатор, отводящий тепло, которое он собирает. [9] В этом случае в системе охлаждения в качестве хладагента используется газообразный гелий .

Криоохладитель JWST изначально основан на криокулере TRW ACTDP. [9] Однако JWST пришлось разработать версию, способную выдерживать более высокие тепловые нагрузки. [10] Он имеет многоступенчатый холодильник с импульсной трубкой, который охлаждает еще более мощный охладитель. [9] Это компрессор в оксфордском стиле с линейным движением, который питает петлю JT. [10] Его цель - охладить прибор MIRI до 6 кельвинов (-448,87 ° F, или -267,15 ° C). [9] ISIM имеет температуру около 40 К (из-за солнцезащитного экрана), и имеется специальный радиационный экран MIRI, за пределами которого температура составляет 20 К. [9] Петля JT представляет собой теплообменник петли Джоуля-Томсона . [1]

Диаграммы [ править ]

Схема MIRI и его кулера, показывающая связи между различными системами в зависимости от их местоположения

Регион 3 находится внутри автобуса космического корабля JWST.


Цветовая маркировка и схема прибора MIRI без криокулера


Схема, показывающая ISIM, которая показывает расположение циклоохладителя MIRI (синий цветовой код в области 3 ISIM) в автобусе космического корабля, на другой стороне теплового экрана от прибора.

См. Также [ править ]

  • Космический телескоп Спитцера (космический телескоп НАСА среднего инфракрасного диапазона, запущенный в 2003 году, он не мог видеть так глубоко в инфракрасном диапазоне, когда запас охлаждающей жидкости был исчерпан в 2009 году)
  • Wide-field Infrared Survey Explorer (инфракрасный обзорный телескоп)
  • Список крупнейших инфракрасных телескопов (включая примеры космических обсерваторий, рассчитанных на аналогичные длины волн)
  • Jovian Infrared Auroral Mapper (ИК-спектрометр на орбитальном аппарате Juno Jupiter)
  • Инфракрасная матричная камера ( инфракрасная камера Spitzer, расположенная рядом с серединой)

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e f g h i j k "Космический телескоп Джеймса Уэбба" . Проверено 5 декабря +2016 .
  2. ^ a b c d "MIRI - инструмент среднего инфракрасного диапазона на JWST" . Проверено 5 декабря +2016 .
  3. ^ Буше, Патрис; Гарсия-Марин, Макарена; Lagage, P.-O .; Amiaux, Jérome; Auguéres, J.-L .; Баувенс, Ева; Blommaert, JADL; Чен, Швейцария; Детре, Ö. ЧАС.; Дикен, Дэн; Dubreuil, D .; Galdemard, Ph .; Gastaud, R .; Glasse, A .; Гордон, KD; Gougnaud, F .; Гийяр, Филипп; Justtanont, K .; Краузе, Оливер; Лебёф, Дидье; Лонгвал, Юйин; Мартин, Лоран; Mazy, Эммануэль; Моро, Винсент; Олофссон, Горан; Рэй, ТП; Rees, J.-M .; Ренотт, Этьен; Ресслер, Мэн; и другие. (2015). "Инструмент среднего инфракрасного диапазона для космического телескопа Джеймса Уэбба, III: MIRIM, формирователь изображений MIRI". Публикации Тихоокеанского астрономического общества . 127 (953): 612–622. arXiv : 1508.02488 . doi :10.1086 / 682254 .
  4. ^ a b c d e f g "Инструмент" . Проверено 5 декабря +2016 .
  5. ^ a b c "MIRI - Средне-инфракрасный прибор" . Проверено 5 декабря +2016 .
  6. ^ "MIRI для JWST" . Проверено 5 декабря +2016 .
  7. ^ Интегрированный модуль научных инструментов NASA JWST (ISIM - по состоянию на 12 декабря 2016 г.)
  8. ^ а б [1]
  9. ^ a b c d e «Криокулер MIRI 6K» . www2.jpl.nasa.gov . Проверено 21 января 2017 .
  10. ^ a b «Криокулер MIRI 6K» . www2.jpl.nasa.gov . Проверено 7 мая 2017 .

Внешние ссылки [ править ]

  • ESA - MIRI - прибор среднего инфракрасного диапазона на JWST
  • Презентация коронографов МИРИ (.pdf)
  • Средне-инфракрасный прибор для JWST, II: проектирование и сборка - Райт и др. (Длинная статья о Мири)
  • Энциклопедия MIRI Университета Аризоны
  • НАСА - Криокулер JWST