NIRCam - это инструмент на борту космического телескопа Джеймса Уэбба, который должен быть запущен . У него есть две основные задачи: как формирователь изображения с длиной волны от 0,6 до 5 микрон и как датчик волнового фронта, чтобы 18-секционные зеркала работали как одно целое. [1] [2] Другими словами, это камера, которая также используется для предоставления информации для выравнивания 18 сегментов главного зеркала. [3] Это инфракрасная камера с десятью матрицами детекторов на основе теллурида ртути и кадмия (HgCdTe), каждая из которых имеет матрицу размером 2048x2048 пикселей. [1] [2] Камера имеет поле зрения 2,2x2,2 угловых минуты с угловым разрешением 0,07 угловой секунды при 2 микронах. [1]NIRCam также оснащен коронографом, который помогает собирать данные об экзопланетах возле звезд. Это помогает визуализировать все, что находится рядом с гораздо более ярким объектом, потому что коронограф блокирует этот свет. [2] NIRCam размещается в модуле Integrated Science Instrument Module , к которому он физически прикреплен распорками. [3] [4] [5] [6] Он разработан для работы при температуре 37 Кельвин (примерно минус 400 градусов по Фаренгейту), поэтому он может обнаруживать инфракрасное излучение на этой длине волны. [3] [7] Он подключается к ISIM с помощью распорок, а термооборудование соединяется с радиаторами отопления, что помогает поддерживать его температуру. [3] Электроника в фокальной плоскости работала при температуре 290 кельвинов. [3]
NIRCam должен иметь возможность вести наблюдения до величины +29 с экспозицией 10000 секунд (около 2,8 часа). [8] Он проводит эти наблюдения при длине волны от 0,6 (600 нм) до 5 микрон (5000 нм). [4] Он может наблюдать в двух полях зрения, и любая сторона может делать изображения, или с помощью возможностей оборудования для измерения волнового фронта , спектроскопии. [9] Чувствительность волнового фронта намного тоньше, чем толщина человеческого волоса в среднем. [10] Он должен работать с точностью не менее 93 нанометров, а при тестировании он даже достиг между 32 и 52 нм. [10] Человеческий волос составляет тысячи нанометров в поперечнике. [10]
Основной
Составные части
Компоненты датчика волнового фронта включают: [9]
- Дисперсные датчики Гартмана
- Гризмы
- Слабые линзы
Части NIRCam: [11]
- Отводное зеркало
- Коронограф
- Первое зеркало
- Коллиматорные линзы
- Дихроичный светоделитель
- Колесо длинноволнового фильтра
- Группа линз длинноволновой камеры
- Длинноволновая фокальная плоскость
- Узел колеса коротковолнового фильтра
- Группа линз коротковолновой камеры
- Коротковолновое складывающееся зеркало
- Линза визуализации зрачка
- Коротковолновая фокальная плоскость
Обзор
NIRCam имеет две полные оптические системы для резервирования. [3] Обе стороны могут работать одновременно и просматривать два отдельных участка неба; обе стороны называются стороной A и стороной B. [3] Линзы, используемые во внутренней оптике, являются тройными рефракторами . [3] Материалы линз - фторид лития (LiF), фторид бария (BaF 2 ) и селенид цинка (ZnSe). [3] Триплетные линзы представляют собой коллимирующую оптику. [12] Самый большой объектив имеет светосилу 90 мм. [12]
Наблюдаемый диапазон длин волн разбивается на коротковолновую и длинноволновую полосы. [13] Коротковолновый диапазон составляет от 0,6 до 2,3 микрон, а длинноволновый диапазон - от 2,4 до 5 микрон; оба имеют одинаковое поле зрения и доступ к коронографу. [13] Каждая сторона NIRCam рассматривает участок неба размером 2,2 на 2,2 угловой минуты как в коротких, так и в длинных волнах; однако коротковолновое плечо имеет вдвое большее разрешение. [12] Длинноволновое плечо имеет по одной матрице на каждую сторону (всего две), а коротковолновое плечо имеет четыре решетки на каждую сторону, или 8 в целом. [12] Сторона A и сторона B имеют уникальное поле зрения, но при этом находятся рядом друг с другом. [12] Другими словами, камера смотрит на два поля зрения шириной 2,2 угловых минуты, которые находятся рядом друг с другом, и каждый из этих видов наблюдается на коротких и длинных волнах одновременно с коротковолновым плечом, имеющим вдвое большее разрешение, чем у длинного плечо длины волны. [12]
Создателями NIRCam являются Университет Аризоны и компания Lockheed Martin в сотрудничестве с космическим агентством США NASA. [2] NIRCam был завершен в июле 2013 года, и он был отправлен в Центр космических полетов Годдарда, который является центром НАСА, управляющим проектом JWST. [7]
Четыре основные научные цели NIRCam включают:
1. Изучение образования и эволюции первых светящихся объектов и раскрытие истории реионизации Вселенной.
2. Определение того, как объекты, наблюдаемые в наши дни (галактики, активные галактики и скопления галактик), собирались и развивались из газа, звезд и металлов, присутствовавших в ранней Вселенной.
3. Улучшить наше понимание рождения звезд и планетных систем.4. Изучите физическое и химическое состояние объектов в нашей солнечной системе с целью понять происхождение строительных блоков жизни на Земле.
- Научные возможности с помощью камеры ближнего ИК-диапазона (NIRCam) на космическом телескопе Джеймса Уэбба (JWST) Бичман и др. [14]
Электроника
Данные с датчиков изображения (массивы фокальной плоскости) собираются электроникой фокальной плоскости и отправляются на компьютер ISIM. [3] Данные между FPE и компьютером ISIM передаются через соединение SpaceWire . [3] Есть также электроника управления приборами (ДВС). [3] Матрицы фокальной плоскости содержат 40 миллионов пикселей. [7]
FPE предоставляет или контролирует следующее для FPA: [7]
- Регулируемая мощность
- Синхронизация выходных данных
- Контроль температуры
- Управление рабочим режимом
- Обработка данных изображения
- Усиление данных изображения
- Оцифровка данных изображения
Фильтры
NIRcam включает колеса фильтра, которые позволяют свету, исходящему от оптики, проходить через фильтр до того, как он будет зарегистрирован датчиками. [14] Фильтры имеют определенный диапазон, в котором они пропускают свет, блокируя другие частоты; это позволяет операторам NIRCam контролировать, какие частоты наблюдаются при наблюдении с помощью телескопа. [14]
Используя несколько фильтров, можно оценить красное смещение далеких галактик с помощью фотометрии. [14]
Фильтры NIRcam: [15] Коротковолновые фильтры (ниже дихроичной зоны нечувствительности)
- F070W
- F090W
- F115W
- F140M
- F150 Вт
- F150W2
- F162M - в колесе зрачка, используется в серии с F150W2
- F164N - в зрачковом колесе, используется в серии с F150W2
- F182M
- F187N
- F200W
- F210M
- F212N
Длинноволновые фильтры (выше дихроичной зоны нечувствительности)
- F250M
- F277W
- F300M
- F322W2
- F323N - в зрачковом колесе, используется в серии с F322W2
- F335M
- F356W
- F360M
- F405N - в зрачковом колесе, используется в серии с F444W
- F410M
- F430M
- F444W
- F460M
- F466N - в колесе зрачка, используется в серии с F444W
- F470N - в колесе зрачка, используется в серии с F444W
- F480M
Помеченная диаграмма
Смотрите также
- Элемент оптического телескопа
- Хронология космического телескопа Джеймса Уэбба
- Камера ближнего инфракрасного диапазона и многообъектный спектрометр (несуществующий инструмент Хаббла в ближнем инфракрасном диапазоне )
- Широкоугольная камера 3 (текущий инструмент NIR Hubble)
- MIRI (Mid-Infrared Instrument) (камера / спектрограф JWST 5-28 микрон)
- Инфракрасная матричная камера (ближняя и средняя инфракрасная камера Spitzer)
Рекомендации
- ^ a b c "NIRCAM" . Проверено 5 декабря +2016 .
- ^ а б в г "Космический телескоп Джеймса Уэбба" . Проверено 5 декабря +2016 .
- ^ a b c d e f g h i j k l Обзор прибора NIRCam
- ^ а б "NIRCAM" . Проверено 6 декабря +2016 .
- ^ "Космический телескоп Джеймса Уэбба" . Проверено 6 декабря +2016 .
- ^ [1]
- ^ а б в г «NirCam» . www.lockheedmartin.com . Проверено 21 января 2017 .
- ^ [2]
- ^ а б [3]
- ^ а б в «Lockheed Martin готовит один из самых чувствительных ИК-инструментов, когда-либо созданных для телескопа НАСА» . www.lockheedmartin.com . Проверено 21 января 2017 .
- ^ "NIRCam для JWST" . Проверено 5 декабря +2016 .
- ^ Б с д е е [4]
- ^ а б [5]
- ^ а б в г [6]
- ^ «NIRCam» .
Внешние ссылки
- Веб-сайт JWST НАСА - NIRCam
- NIRCam
- Галерея NIRCam на Flickr
- Карманное руководство NIRCam (2 стр. В формате .pdf)
- Бесщелевая спектроскопия с помощью камеры ближнего инфракрасного диапазона космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST NIRCam)