Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с NICMOS )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Пистолетная звезда и туманность Пистолет , сделанные NICMOS в 1997 году.
Сверхглубокое поле телескопа Хаббла NICMOS . Инструмент обеспечивал вид HUDF в ближнем инфракрасном диапазоне, расширяя данные, доступные для этой области.

Камера ближнего инфракрасного диапазона и многообъектный спектрометр ( NICMOS ) - это научный инструмент для инфракрасной астрономии , установленный на космическом телескопе Хаббла (HST), работающем с 1997 по 1999 г. и с 2002 по 2008 г. Изображения, полученные с помощью NICMOS, содержат данные ближняя инфракрасная часть светового спектра.

NICMOS был задуман и разработан Определение NICMOS инструментов команды с центром в Обсерватории Стюарда , Университет штата Аризона , США. NICMOS - это формирователь изображения и спектрометр, созданный Ball Aerospace & Technologies Corp., который позволяет HST наблюдать инфракрасный свет с длинами волн от 0,8 до 2,4 микрометра, обеспечивая возможности построения изображений и спектрофотометрические возможности без щелей. NICMOS содержит три детектора ближнего инфракрасного диапазона в трех оптических каналах, обеспечивающих высокое (~ 0,1 угловой секунды) разрешение, коронографическое и поляриметрическое изображение, а также безщелевую спектроскопию в квадратных полях зрения 11, 19 и 52 угловых секунды. Каждый оптический канал содержит матрицу фотодиодов размером 256 × 256 пикселей. Инфракрасные детекторы на основе теллурида кадмия и ртути, прикрепленные к сапфировой подложке, считываются в четырех независимых квадрантах 128 × 128. [1]

NICMOS последний работал в 2008 году, и в значительной степени [ разъяснение необходимости ] заменить инфракрасным каналом Wide Camera Field 3 после его установки в 2009 году [ править ]

Ограничения [ править ]

Инфракрасные характеристики телескопа Хаббла имеют ограничения, поскольку он не был спроектирован с расчетом на инфракрасные характеристики в качестве цели. Например, зеркало поддерживается при стабильной и относительно высокой температуре (15 ° C) с помощью нагревателей.

HST - теплый телескоп. В инфракрасном фоновом потоке, собираемом охлаждаемыми инфракрасными приборами в фокальной плоскости, такими как NICMOS или WFC3, на довольно коротких длинах волн преобладает тепловое излучение телескопа, а не зодиакальное рассеяние. Данные NICMOS показывают, что фон телескопа превышает зодиакальный фон на длинах волн, превышающих λ ≈ 1,6 мкм, точное значение зависит от направления на небо и положения Земли на ее орбите. [2]

Несмотря на это, комбинация зеркала Хаббла и NICMOS обеспечила невиданный ранее уровень качества в ближнем инфракрасном диапазоне в то время. [3] Специализированные инфракрасные телескопы, такие как Инфракрасная космическая обсерватория, были новаторскими в своем роде, но имели меньшее главное зеркало, а также не работали во время установки NICMOS из-за того, что у них закончилась охлаждающая жидкость. Позже NICMOS решил эту проблему, применив машинный чиллер в качестве холодильника, что позволило ему работать годами, пока в 2008 году он не отключился.

История NICMOS [ править ]

NICMOS был установлен на телескопе Хаббл во время его второй сервисной миссии в 1997 году ( STS-82 ) вместе со спектрографом для получения изображений космического телескопа , заменив два более ранних инструмента. NICMOS, в свою очередь, был в значительной степени вытеснен камерой Wide Field Camera 3 , которая имеет гораздо большее поле зрения (135 на 127 угловых секунд или 2,3 на 2,1 угловых минуты) и почти так же далеко в инфракрасном диапазоне.

NICMOS был установлен экипажем STS-82, в ходе этой миссии космического корабля в 1997 году также был установлен инструмент STIS на космическом телескопе Хаббл, масштабная модель телескопа показана на этой фотографии экипажа.
Полет NICMOS в космос направляется к стартовой площадке, январь 1997 г.
Космический телескоп Хаббла, удерживаемый роботизированной рукой космического корабля "Шаттл"
Экипаж шаттла в открытый космос с космическим телескопом Хаббл

При проведении инфракрасных измерений необходимо охлаждать инфракрасные детекторы, чтобы избежать инфракрасных помех от собственного теплового излучения прибора. NICMOS содержит криогенный дьюар , охлаждающий свои детекторы примерно до 61 K, и оптические фильтры до ~ 105 K с блоком твердого азотного льда. Когда в 1997 году был установлен NICMOS, колба Дьюара содержала 230-фунтовый (104 кг) блок азотного льда. Из-за короткого замыкания, возникшего 4 марта 1997 г. во время ввода прибора в эксплуатацию, в январе 1999 г. в баллоне Дьюара закончился азотный хладагент раньше, чем ожидалось.

Во время миссии Hubble Service Mission 3B в 2002 году ( STS-109 ) [4] на «Хаббл» была установлена новая система охлаждения, включающая криокулер , криогенный циркулятор и внешний радиатор, который теперь охлаждает NICMOS через криогенный неоновый контур. Система охлаждения NICMOS (NCS) была разработана в очень ускоренном режиме (14 месяцев по сравнению с 5–10 годами для другого аппаратного оборудования Hubble). [5] NICMOS был возвращен в эксплуатацию вскоре после SM 3B. [6] [7]

Загрузка нового программного обеспечения в сентябре 2008 г. потребовала кратковременного отключения системы охлаждения NICMOS. Несколько попыток перезапуска системы охлаждения оказались безуспешными из-за проблем с криогенным циркулятором. После более чем шести недель ожидания нагрева частей прибора и предположения о сублимации частиц льда из неонового контура циркуляции охладитель снова не смог перезапуститься. Затем НАСА созвало Совет по анализу аномалий (ARB). ARB пришел к выводу, что лед или другие твердые частицы мигрировали из дьюара в циркуляционный насос во время попытки перезапуска в сентябре 2008 года и что циркулятор может быть поврежден, и определили альтернативный набор параметров запуска. Успешный перезапуск в 13:30 EST 16 декабря 2008 г. привел к четырехдневной работе кулера с последующим остановом. [8]1 августа 2009 года охладитель был снова запущен; [9] Ожидалось, что NICMOS возобновит работу в середине февраля 2010 года [10] и проработает до 22 октября 2009 года, когда блокировка системы обработки данных Хаббла привела к отключению телескопа. Расход циркуляционного потока к NICMOS был значительно снижен в течение этого рабочего периода, подтверждая закупорку в циркуляционном контуре. Продолжение работы при пониженных расходах ограничит науку о NICMOS, поэтому НАСА разработало планы по продувке и повторному заполнению системы циркуляции чистым неоновым газом. Циркуляционный контур оборудован дополнительным неоновым резервуаром и электромагнитными клапанами с дистанционным управлением для операций продувки-заправки на орбите. По состоянию на 2013 год эти операции продувки и заполнения еще не производились. [ требуется обновление]

WFC3 , установленный в 2009 году, был разработан, чтобы частично заменить NICMOS. [11]

18 июня 2010 г. было объявлено, что NICMOS не будет доступен для науки во время последнего цикла предложения 18. С 2013 г. будет принято решение о том, будут ли выполняться операции очистки-заполнения и будет ли NICMOS доступен для науки в будущее не было сделано. [ требуется обновление ]

NICMOS - это также название датчика изображения устройства с разрешением 256 × 256 пикселей, созданного Международным электрооптическим центром Rockwell (ныне DRS Technologies).

Научные результаты [ править ]

NICMOS был известен своими характеристиками в космической астрономии в ближнем инфракрасном диапазоне, в частности своей способностью видеть объекты сквозь пыль. [3] После установки он использовался в течение примерно 23 месяцев, его срок службы был ограничен установленным количеством крио-хладагента, а затем он использовался в течение нескольких лет, когда в 2002 году был установлен новый криоохладитель. [3] NICMOS совмещает ближнюю инфракрасную область с большим зеркалом. [3]

NICMOS позволил исследовать галактики с большим красным смещением и квазары с высоким пространственным разрешением, что было особенно полезно при анализе в сочетании с другими инструментами, такими как STIS, а также позволило более глубоко исследовать звездное население. [12] В планетологии NICMOS использовался для обнаружения ударного бассейна на южном полюсе астероида 4 Веста . [13] (4 Весту позже посетил Dawn (космический корабль) в 2010-х годах, который исследовал ее более внимательно, вращаясь вокруг нее.) [14]

В 2009 году было обработано старое изображение NICMOS, чтобы показать предсказанную экзопланету вокруг звезды HR 8799 . [15] Считается, что система находится примерно в 130 световых годах от Земли. [15]

В 2011 году четыре экзопланеты вокруг той же звезды были визуализированы на снимке NICMOS, сделанном в 1998 году, с использованием расширенной обработки данных. [15] В экзопланеты были первоначально обнаружены с телескопов Кек и Gemini North телескопе в период между 2007 и 2010 [15] Изображение позволяет орбиты экзопланеты , которые будут проанализированы более подробно, так как они занимают много десятилетий, даже сотни земных лет , чтобы вращаться вокруг своей звезды-хозяина. [15]

NICMOS наблюдал экзопланету XO-2b у звезды XO-2 , и результат спектроскопии был получен для этой экзопланеты в 2012 году. [16] При этом используются спектроскопические возможности инструмента и в астрономической спектроскопии во время транзита планеты (экзопланета проходит в перед звездой с точки зрения Земли) - это способ изучить возможную атмосферу этой экзопланеты. [16]

В 2014 году исследователи восстановили планетные диски по старым данным NICMOS, используя новые методы обработки изображений. [17]

Миссии шаттла [ править ]

  • STS-82, (год: 1997) установлен, NICMOS заменяет GHRS
  • STS-109, (год выпуска: 2002) установлен новый криохладитель, вернулся в работу. [4]

См. Также [ править ]

  • Космический телескоп Джеймса Уэбба (специализированный телескоп ближнего инфракрасного диапазона, еще не запущен)
  • Список крупнейших инфракрасных телескопов
  • NICMOSlook
  • Космический телескоп Гершеля (дальний инфракрасный космический телескоп 2009-2013 гг.)
  • Инфракрасная матричная камера ( инфракрасная камера Spitzer, расположенная рядом с серединой)

Ссылки [ править ]

  1. ^ Скиннер, Крис Дж .; Бержерон, Луи Э .; Шульц, Альфред Б .; МакКенти, Джон В .; и другие. (1998). Фаулер, Альберт М (ред.). «Орбитальные свойства детекторов NICMOS на HST» (PDF) . Proc. ШПИОН . Инфракрасные астрономические приборы. 3354 : 2–13. Bibcode : 1998SPIE.3354 .... 2S . DOI : 10.1117 / 12.317208 . S2CID  5778753 .
  2. ^ Робберто, М .; Sivaramakrishnan, A .; Bacinski, JJ; Кальцетти, Д .; и другие. (2000). «Характеристики HST как инфракрасного телескопа» (PDF) . Proc. ШПИОН . Космические телескопы и инструменты УФ, оптического и инфракрасного диапазона. 4013 : 386–393. Bibcode : 2000SPIE.4013..386R . DOI : 10.1117 / 12.394037 . S2CID 14992130 .  
  3. ^ a b c d "Космический полет сейчас | Последние новости | Инфракрасная камера Хаббла вернулась к жизни" .
  4. ^ a b «0302432 - Отремонтированный и переконфигурированный космический телескоп Хаббла, стоящий на якоре в грузовом отсеке Колумбии» .
  5. ^ "||||| Система охлаждения NICMOS |||||" . asd.gsfc.nasa.gov . Проверено 10 июня 2020 .
  6. ^ Jedrich, Николас М .; Грегори, Тери; Zimbelman, Darrell F .; Ченг, Эдвард С .; и другие. (2003). Мазер, Джон С. (ред.). «Криогенная система охлаждения для восстановления инфракрасной науки на космическом телескопе Хаббл». Proc. ШПИОН . ИК космические телескопы и инструменты. 4850 : 1058–1069. Bibcode : 2003SPIE.4850.1058J . CiteSeerX 10.1.1.162.1601 . DOI : 10.1117 / 12.461805 . S2CID 108566881 .  
  7. ^ Свифт, Уолтер L .; Маккормак, Джон А .; Загарола, Марк V .; Долан, Фрэнсис X .; и другие. (2005). «Криокулер NICMOS Turbo-Brayton - два года на орбите». Криокулеры 13 . Springer США. С. 633–639. DOI : 10.1007 / 0-387-27533-9 . ISBN 978-0-387-23901-9.
  8. ^ «Статус NICMOS / NCS» . Научный институт космического телескопа . 23 января 2009 г.
  9. ^ "Отчет о состоянии космического телескопа Хаббл" . НАСА . 5 августа 2009 г.
  10. ^ "Страница последних последних новостей NICMOS" . НАСА. 16 декабря 2009 года Архивировано из оригинального 5 -го августа 2012 года.
  11. ^ МакКенти, JW; Кимбл, РА (январь 2003 г.). «Статус широкоугольной камеры 3 HST» (PDF) . Стендовая сессия Американского астрономического общества: 1. Cite journal requires |journal= (help)
  12. ^ [1]
  13. ↑ Эдвард С. Блэр (2002). Астероиды: обзор, аннотации и библиография . Nova Publishers. п. 115. ISBN 978-1-59033-482-9.
  14. ^ "4 Веста" . НАСА Исследование Солнечной системы . 19 декабря 2019 . Проверено 7 сентября 2020 .
  15. ^ a b c d e НАСА - Астрономы находят неуловимые планеты по данным Хаббла десятилетней давности - 10.06.11
  16. ^ а б [2]
  17. ^ "Астрономическая криминалистика обнаруживает планетные диски в архиве Хаббла НАСА" . 2014-04-24.

Внешние ссылки [ править ]

  • NICMOS в ЕКА / Хаббл
  • Изображения, сделанные с помощью NICMOS в ESA / Hubble
  • Техническая информация от группы инструментов Steward Observatory
  • Семейство датчиков NICMOS