 | Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . ( февраль 2011 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
 | |
| Место расположения | , , , |
|---|---|
| Интернет сайт | www |
Telescope Science Institute Space ( STScI ) является центром науки операций для космического телескопа Хаббла (HST) и для космического телескопа Джеймса Вебба (JWST). STScI расположен на Johns Hopkins University Campus Homewood в Балтиморе , штат Мэриленд , и был создан в 1981 году как научный центр на базе общин , который работает в НАСА в ассоциации университетов по исследованиям в области астрономии (AURA). Помимо выполнения непрерывных научных операций HST и подготовки к научным исследованиям с JWST, STScI управляет и управляетMikulski Archive for Space Telescopes (MAST), Центр управления данными для миссии Kepler и ряд других мероприятий, в которых используются его опыт и инфраструктура для поддержки работы космических астрономических обсерваторий. Большая часть финансирования деятельности STScI поступает из контрактов с Центром космических полетов имени Годдарда НАСА, но есть и меньшие виды деятельности, финансируемые Исследовательским центром Эймса НАСА, Лабораторией реактивного движения НАСА и Европейским космическим агентством.(ЕКА). Персонал STScI состоит из ученых (в основном астрономов и астрофизиков), инженеров по космическим кораблям, инженеров-программистов, специалистов по управлению данными, специалистов по образованию и общественной работе, а также административного и вспомогательного персонала. Около 100 кандидатов наук. ученые, работающие в STScI, 15 из которых являются сотрудниками ESA, работающими над проектом HST. Общая численность персонала НТНЦ на 2019 год составляет около 675 человек.
STScI выполняет свои миссии от имени НАСА, мирового астрономического сообщества и на благо общественности. Научные операции непосредственно служат астрономическому сообществу, в первую очередь в форме HST и, в конечном итоге, наблюдений и грантов JWST , но также включают распространение данных из других миссий НАСА, таких как Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer , Galaxy Evolution Explorerи наземная съемка неба. В рамках деятельности по разработке наземных систем создаются и поддерживаются программные системы, необходимые для предоставления этих услуг астрономическому сообществу. Информационно-просветительская деятельность STScI предоставляет широкий спектр информации, он-лайн СМИ и программы для преподавателей формального образования, планетариев и научных музеев, а также широкой общественности. Отмеченные наградами информационные веб-сайты STScI получают миллионы посещений в месяц. STScI также служит источником рекомендаций для НАСА по ряду вопросов оптической и ультрафиолетовой космической астрофизики.
Сотрудники STScI взаимодействуют и общаются с профессиональным астрономическим сообществом по ряду каналов, включая участие в проводимых раз в два года собраниях Американского астрономического общества , публикацию ежеквартальных информационных бюллетеней STScI и веб-сайт STScI, размещение комитетов пользователей и научных рабочих групп, а также проведение нескольких научно-технических симпозиумов и семинаров ежегодно. Эти мероприятия позволяют STScI распространять информацию среди пользователей телескопов, а также позволяют сотрудникам STScI максимально повысить научную продуктивность объектов, которыми они управляют, отвечая на потребности сообщества и НАСА.
Деятельность STScI [ править ]
Выбор научного предложения телескопа [ править ]
STScI выполняет все действия, необходимые для выбора, планирования и реализации научных программ HST. Первым шагом в этом процессе является поддержка ежегодного отбора научных программ под руководством сообщества, которые будут выполняться с HST. Это начинается с публикации ежегодного конкурса заявок, в котором указываются поддерживаемые в настоящее время возможности научных инструментов, требования к заявкам и крайний срок подачи заявок. Любой может подать предложение. Все предложения критически рассматриваются Комитетом по распределению времени (TAC). TAC состоит из около 100 членов американского и международного астрономического сообщества, выбранных для представления широкого спектра исследовательских знаний, необходимых для оценки предложений. Каждый цикл предложений обычно включает рассмотрение от 700 до 1100 предложений.В конечном итоге для реализации будут выбраны только 15-20% этих предложений. TAC рассматривает несколько категорий времени наблюдений, а также предложения по архивным, теоретическим и комбинированным исследовательским проектам между HST и другими космическими или наземными обсерваториями (например,Рентгеновская обсерватория Чандра и Национальные обсерватории оптической астрономии ). STScI обеспечивает всю техническую и логистическую поддержку этой деятельности. Годовой цикл запросов предложений иногда изменялся по продолжительности в годы, когда планировалась миссия по обслуживанию HST.
Претенденты, которым посчастливилось получить время телескопа, называемые Генеральными наблюдателями (GO), должны затем предоставить подробные требования, необходимые для составления графика и реализации своих программ наблюдений. Эта информация предоставляется STScI по так называемому предложению Фазы II. Предложение Фазы II определяет режимы работы прибора, время экспозиции, ориентацию телескопа и так далее. Сотрудники STScI предоставляют веб-программное обеспечение под названием «Калькуляторы времени экспозиции».(ETC), которые позволяют GO оценить, сколько времени для наблюдений потребуется любому из бортовых детекторов, чтобы накопить количество света, необходимое для достижения их научных целей. Кроме того, сотрудники НТНЦ выполняют все шаги, необходимые для реализации каждой конкретной программы, а также планируют весь комплекс программ на год. Для HST это включает в себя поиск направляющих звезд, проверку ограничений яркости объекта, выполнение определенных требований к расписанию и работу с наблюдателями, чтобы понять и учесть конкретные или любые нестандартные требования, которые у них могут быть.
Расписание наблюдений [ править ]
После сбора информации о Фазе II разрабатывается план долгосрочных наблюдений, охватывающий весь год, с указанием подходящего времени для планирования отдельных наблюдений и, в то же время, обеспечения эффективного и действенного использования телескопа в течение года. Подробные графики наблюдений создаются каждую неделю, включая, в случае операций HST, планирование путей передачи данных через спутниковую систему слежения и ретрансляции данных ( TDRSS ) и создание двоичных командных нагрузок для восходящей связи с космическим кораблем. Корректировки могут быть внесены как в долгосрочные, так и в еженедельные планы в ответ на Целевые возможности (например, для кратковременных событий, таких как сверхновые, или координации с единственными в своем роде событиями, такими как космический корабль соударения кометы ). НТНЦ используетАлгоритм минимальных конфликтов для планирования времени наблюдения на телескопе. STScI в настоящее время разрабатывает аналогичные процессы для JWST, хотя эксплуатационные детали будут сильно отличаться из-за различного оборудования и ограничений космического корабля, а также его местоположения в точке Лагранжа L2 Солнце-Земля (~ 1,5 миллиона км от Земли), а не в низкой точке. Земная орбита (~ 565 км), используемая HST.
Полеты [ править ]
Полетные операции включают прямую поддержку и мониторинг функций HST в режиме реального времени. Ежедневные полеты в режиме реального времени для HST включают в себя около 4 каналов восходящей передачи для загрузки команд, около 10 нисходящих каналов передачи данных и почти непрерывный мониторинг состояния здоровья и безопасности обсерватории. Операции в режиме реального времени обслуживаются круглосуточно. Полетные операции для HST выполняются в GSFC НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд.
Обработка научных данных [ править ]
Научные данные от HST поступают в STScI через несколько часов после передачи по нисходящей линии от TDRSS и последующего прохождения через средство сбора данных в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА. Попадая в STScI, данные обрабатываются серией компьютерных алгоритмов, которые преобразуют их формат в международно признанный стандарт (известный как FITS : Flexible Image Transport System), исправьте недостающие данные и выполните окончательную калибровку данных, удалив инструментальные артефакты. Шаги калибровки различны для каждого прибора HST, но, как правило, они включают удаление космических лучей, коррекцию неоднородностей прибора / детектора, калибровку потока и применение информации о мировой системе координат (которая сообщает пользователю, где именно на небе детектор был направлен). Применяемые калибровки являются наилучшими из доступных на момент прохождения данных по конвейеру. STScI работает с разработчиками приборов, чтобы определить аналогичные процессы для данных Kepler и JWST.
Архивирование и распространение научных данных [ править ]
Все научные данные HST после прохождения калибровочного конвейера постоянно архивируются. Политика НАСА предусматривает один год права собственности на все данные, что означает, что только группа первоначального предложения может получить доступ к данным в течение первого года после того, как они были получены. После этого года данные становятся доступными для всех, кто желает получить к ним доступ. Наборы данных, извлеченные из архива, автоматически повторно калибруются, чтобы обеспечить применение самых последних калибровочных коэффициентов и программного обеспечения. STScI служит архивным центром для всех космических миссий НАСА в оптическом / УФ-диапазоне. Помимо архивации и хранения научных данных HST, STScI хранит данные 13 других миссий, включая International Ultraviolet Explorer (IUE), Extreme Ultraviolet Explorer (EUVE),Исследователь дальнего ультрафиолета (FUSE) и обозреватель эволюции галактики (GALEX). Научные данные Kepler и JWST будут архивироваться и извлекаться аналогичным образом. Интернет служит основным пользовательским интерфейсом для архивов данных в STScI ( http://archive.stsci.edu ). В настоящее время в архиве хранится более 30 терабайт данных. Каждый день загружается около 11 гигабайт новых данных и около 85 гигабайт данных передаются пользователям. Архив наследия Хаббла (HLA; http://hla.stsci.edu/ ), который в настоящее время находится в разработке, будет действовать как более интегрированный и удобный для пользователя архив. Он предоставит необработанные данные Хаббла, а также научные продукты более высокого уровня (цветные изображения, мозаики и т. Д.).
Калибровка и описание научных инструментов [ править ]
STScI отвечает за калибровку в полете научных приборов на HST и JWST. Для HST план калибровки обсерватории разрабатывается каждый год. Этот план разработан для поддержки выбранных программ наблюдений GO для этого цикла, а также для обеспечения базовой калибровки, охватывающей весь срок службы каждого инструмента. Программа калибровки включает измерения, которые производятся относительно бортовых источников калибровки или для оценки уровней шума внутреннего детектора, а также наблюдения астрономических стандартных звезд и полей, необходимые для определения абсолютных преобразований потоков и астрометрических преобразований. Внешние калибровки на HST обычно составляют 5-10% от программы наблюдений GO, и требуется больше времени, когда инструмент еще относительно новый. На сегодняшний день HST имеет в общей сложности 12 научных инструментов,6 из которых в настоящее время активны. Два новых прибора были установлены во время сервисной миссии HST в мае 2009 г.СТС-125 . Сбои электроники в STIS (в 2001 г.) и в ACS Wide-Field Channel (в 2007 г.) также были устранены на орбите в мае 2009 г., в результате чего эти приборы вернулись в активное состояние. Все 12 инструментов HST плюс 4 запланированных для JWST сведены в таблицу ниже. Приборы HST могут обнаруживать свет с длинами волн от ультрафиолета до ближнего инфракрасного диапазона . Приборы JWST будут работать от красного конца оптических длин волн (~ 6000 ангстрем) до среднего инфракрасного диапазона (от 5 до 27 микрометров). Приборов, перечисленных как списанные, на борту больше нет.
| Название инструмента (и аббревиатура) | Функция инструмента | Статус инструмента | Телескоп |
|---|---|---|---|
| Высокоскоростной фотометр (HSP) | Фотометрия с быстрой шкалой времени | Списан в 1993 г. | HST |
| Широкоугольная и планетарная камера (WFPC) | УФ / оптическое изображение | Списан в 1993 г. | HST |
| Спектрограф слабых объектов (FOS) | УФ / оптическая спектроскопия | Списан в 1997 г. | HST |
| Спектрограф высокого разрешения Годдарда (GHRS) | УФ / оптическая спектроскопия | Списан в 1997 г. | HST |
| Камера для слабых объектов (FOC) | УФ / оптическое изображение | Списан в 2002 г. | HST |
| Широкоугольная и планетарная камера 2 (WFPC2) | УФ / оптическое изображение | Списан в 2009 г. | HST |
| Датчик точного наведения (FGS) | Прецизионная астрометрия | Активный | HST |
| Спектрограф космического телескопа (STIS) | УФ / оптическая спектроскопия | Активный (отремонтированный) | HST |
| Камера ближнего инфракрасного диапазона и многообъектный спектрометр (NICMOS) | NIR-визуализация и гризматическая спектроскопия | Активный | HST |
| Расширенная камера для обзоров (ACS) | УФ / оптическое отображение и гризматическая спектроскопия | SBC и WFC (в ремонте) Active; HRC неактивен [1] | HST |
| Спектрограф Cosmic Origins (COS) | УФ-спектроскопия | Активный | HST |
| Широкоугольная камера 3 (WFC3) | УФ / оптическое / ближнее ИК-изображение и гризматическая спектроскопия | Активный | HST |
| Камера ближнего инфракрасного диапазона (NIRCam) | Оптическое / ближнее ИК-изображение | Предполетная (2014) | JWST |
| Спектрограф ближнего инфракрасного диапазона (NIRSpec) | Спектроскопия в ближнем ИК-диапазоне | Предполетная (2014) | JWST |
| MIRI (прибор среднего инфракрасного диапазона) (MIRI) | Визуализация в среднем ИК-диапазоне и спектроскопия | Предполетная (2014) | JWST |
| Настраиваемый фильтр изображения (FGS-TFI) | Визуализация в среднем и ближнем ИК-диапазоне | Предполетная (2014) | JWST |
Сотрудники STScI разрабатывают предложения по калибровке, проводят их в процессе планирования и анализируют полученные данные. Эти программы предоставляют обновленные калибровочные и эталонные файлы для использования в конвейере обработки данных. Файлы калибровки также заархивированы, поэтому пользователи могут извлечь их, если им потребуется вручную повторно откалибровать свои данные. Все действия по калибровке и результаты документируются, обычно в форме отчетов по приборостроению, размещаемых на общедоступном веб-сайте, а иногда и в форме опубликованных документов. Результаты также включены в Справочники по данным и Справочники по приборам.
Помимо калибровки инструментов, сотрудники STScI описывают и документируют характеристики инструмента, чтобы пользователи могли лучше понять, как интерпретировать свои данные. Обычно это эффекты, которые не корректируются автоматически в конвейере (потому что они меняются со временем или зависят от яркости источника). Они включают в себя глобальные эффекты, такие как эффективность переноса заряда в устройствах с зарядовой связью , а также эффекты, специфичные для режимов и фильтров, такие как фильтры «призраков» (вызванные тонким рассеянием света внутри прибора). Осведомленность об этих эффектах может исходить от сотрудников STScI, когда они анализируют программы калибровки, или от наблюдателей, которые обнаруживают странности в своих данных и предоставляют обратную связь в STScI.
Персонал STScI также выполняет определение характеристик и калибровку самого телескопа. В случае HST, это в первую очередь вопрос мониторинга и настройки фокуса, а также функций мониторинга и измерения точки . (В начале 1990-х STScI отвечал за точное измерение сферической аберрации , необходимой для корректирующей оптики всех последующих инструментов). В случае с JWST, STScI будет нести ответственность за использование системы датчиков волнового фронта, разработанной JPL и Northrop Grumman Space Technology (NGST, подрядчик НАСА, строящий обсерваторию) для мониторинга и настройки сегментированного телескопа.
Поддержка пост-наблюдения [ править ]
Поддержка пост-наблюдения включает HelpDesk, с которым пользователи могут связаться, чтобы ответить на свои вопросы по любому аспекту наблюдения - от того, как подать предложение до того, как анализировать данные.
Служба научного сообщества [ править ]
STScI выполняет большие научные программы HST от имени сообщества. Это программы с широким научным применением. На сегодняшний день эти программы включают Hubble Deep Field (HDF), Hubble Deep Field South (HDFS) и Ultra Deep Field (UDF). Необработанные и обработанные данные для этих наблюдений почти немедленно становятся доступными для астрономического сообщества. Эти продукты затем использовались многими астрономами в поисках своих собственных исследовательских тем и послужили стимулом для большой дальнейшей работы (см., Например, http://www.stsci.edu/ftp/science/hdf/ clearinghouse / clearinghouse.html и http://www.stsci.edu/hst/udf/index_html ).
Наземные системы [ править ]
STScI отвечает за разработку, улучшение и обслуживание большинства наземных систем, используемых для выполнения описанных выше научных операций с телескопом Хаббл. Эти системы изначально (1980-е, начало 1990-х годов) поступали из нескольких источников, включая собственные разработки STScI и работы, выполненные в рамках контрактов НАСА с различными поставщиками. За время существования HST над этими системами была проделана значительная работа - даже когда они поддерживали повседневную работу телескопа Хаббл. Они интегрированы в более эффективную и простую в эксплуатации сквозную систему. Они претерпели значительные технологические обновления (например, улучшенные операционные системы и компьютерное оборудование, архивные носители большей емкости). Они также были изменены для поддержки ряда инструментов, установленных в телескопе. За последние несколько летони были модифицированы для поддержки WFC3 и COS, двух новых приборов, которые будут установлены во время следующей сервисной миссии HST, а также для поддержки 2-Гироскопический режим работы HST. STScI также предоставляет подмножества услуг наземной системы для других астрономических миссий, включая FUSE, Kepler и JWST. Инженеры-программисты STScI поддерживают около 7 900 000 строк исходного кода .
Разработка миссии и поддержка операций [ править ]
STScI регулярно участвует с НАСА и промышленными системными инженерами и учеными в разработке общей архитектуры миссии. Для HST это включает в себя помощь в определении и расстановке приоритетов миссий по обслуживанию и разработку стратегии обслуживания. Для JWST это включает участие в определении научных требований высокого уровня и общей архитектуры миссии. В обоих случаях STScI фокусируется на научных возможностях миссии, а также на требованиях к бесперебойной и эффективной работе обсерватории.
Научно-исследовательская деятельность [ править ]
STScI управляет отбором программы стипендий Хаббла . С 1990 года стипендии Хаббла поддерживают выдающихся ученых, получивших докторскую степень, чьи исследования во многом связаны с научной миссией космического телескопа Хаббла. В 2009 году он был объединен с программой Spitzer Fellowship, которая с 2002 года была связана с телескопом Spitzer и научной программой. [1] Теперь он поддерживает стипендиатов, проводящих исследования, связанные со всеми миссиями в рамках темы «Космическое происхождение»: Космическая обсерватория Гершеля , Космический телескоп Хаббла (HST), Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), Стратосферная обсерватория инфракрасной астрономии (SOFIA) и Космический телескоп Спитцера.[2] Исследование может быть теоретическим, наблюдательным или инструментальным. [2] Ежегодно с момента запуска HST в 1990 году присуждается от 8 до 12 стипендий; с 2009 года он колеблется около 16. [1] STScI также спонсирует летнюю программу стажировки студентов, которая позволяет талантливым студентам со всего мира работать с научным персоналом Института, предоставляя этим студентам практический опыт работы в текущем состоянии. художественно-астрономические исследования. Штатный научный персонал STScI проводит оригинальные исследования, охватывающие широкий спектр астрофизики, включая исследования Солнечной системы ,обнаружение и определение характеристик экзопланет , звездообразование ,эволюцию галактик ифизическая космология . Каждую весну в STScI проводится ежегодный научный симпозиум, а также несколько небольших научных семинаров. Наем активного научного персонала в STScI помогает обеспечить максимальную производительность HST и, в конечном итоге, JWST.
Работа с общественностью [ править ]
Отдел по работе с общественностью (OPO) STScI предоставляет широкий спектр продуктов и услуг, предназначенных для того, чтобы делиться наукой и открытиями HST (и, в конечном итоге, JWST) с широкой публикой. Усилия OPO сосредоточены на удовлетворении потребностей четырех сообществ: средств массовой информации, пользователей Интернета, сообщества формального образования и мест неформального научного образования.
Отдел новостей OPO ежегодно выпускает около 40 новых пресс-релизов, посвященных открытиям HST и научным результатам. Эти медиа-пакеты включают новости, изображения Хаббла, пояснительные иллюстрации, анимацию и дополнительную информацию для использования в печатных, радиовещательных и сетевых СМИ. Филиал также проводит пресс-конференции под названием «Новости науки НАСА», посвященные особенно важным открытиям. Семинары научных писателей и другие специальные мероприятия собирают репортеров в Институт для углубленных встреч с учеными, работающими над текущими проблемами астрофизических исследований.
Отделение формального образования разрабатывает основанные на стандартах и тщательно проверенные образовательные продукты и уроки для использования в учебных программах K-14 по всей стране. Многие продукты филиала включены в его удостоенный наград веб-сайт Amazing Space ( http://amazing-space.stsci.edu/ ), где уроки и упражнения доступны как для учителей, так и для студентов и используются более чем в 200 школьных округах и во всех 50 штатах.
Отделение неформального образования создает множество продуктов и функций, связанных с Хабблом, для использования в неформальных местах, включая музеи, научные центры, планетарии и библиотеки. К ним относятся ViewSpace, мультимедийная система отображения, обеспечивающая ряд образовательных функций по науке о телескопе Хаббла и других миссиях с использованием изображений, текста и музыки. Короткометражный фильм под названием «Хаббл: Галактики в пространстве и времени», в котором показан трехмерный пролёт сверхглубокого поля Хаббла , был снят для кинотеатров IMAX и адаптирован для использования в планетариях. Группа также предоставляет материалы для конференций и семинаров, управляет передвижными выставками Хаббла для национального распространения и создает видеокомпиляции изображений и характеристик Хаббла.
Онлайн-филиал OPO разрабатывает, улучшает и поддерживает ряд веб-сайтов, связанных с HST и JWST, включая отмеченный наградами сайт HubbleSite ( http://hubblesite.org ), который содержит галерею изображений из почти 900 изображений Hubble, которые были выпущены для публичного использования. в течение срока службы телескопа.
Ссылки [ править ]
[ необходима цитата ]
- ^ a b «Список всех стипендиатов Хаббла 1990-2016 гг.» . Проверено 12 июня, 2016 .
- ^ a b "Стипендии Хаббла" . Проверено 12 июня, 2016 .
Внешние ссылки [ править ]
- Официальный веб-сайт
Координаты : 39.332887 ° N 76.622987 ° W39 ° 19′58 ″ с.ш., 76 ° 37′23 ″ з.д. / / 39.332887; -76.622987
