.jpg/1280px-Engineers_Install_Near_Infrared_Camera_into_the_Heart_of_Webb_Telescope_(13543822205).jpg)
NIRCam (камера ближнего инфракрасного диапазона) — это прибор на борту космического телескопа имени Джеймса Уэбба . Он выполняет две основные задачи: формирует изображения в диапазоне длин волн от 0,6 до 5 мкм и выполняет функции датчика волнового фронта, чтобы 18-секционные зеркала работали как единое 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 решетками детекторов из ртути, кадмия и теллурида (HgCdTe), и каждая решетка имеет решетку 2048×2048 пикселей. [1] [2] Камера имеет поле зрения 2,2×2,2 угловых минут с угловым разрешением 0,07 угловых секунд при 2 мкм. [1] NIRCam также оснащена коронографами, которые помогают собирать данные об экзопланетах вблизи звезд. Это помогает при съемке объектов, находящихся рядом с более яркими объектами, поскольку коронограф блокирует этот свет. [2]
NIRCam размещен в интегрированном научном приборном модуле (ISIM), к которому он прикреплен с помощью распорок. [3] [4] [5] [6] Он рассчитан на работу при температуре 37 К (−236,2 °C; −393,1 °F), поэтому он может обнаруживать инфракрасное излучение на этой длине волны. [3] [7] Он соединен с ISIM с помощью распорок, а тепловые ремни соединяются с тепловыми радиаторами, что помогает поддерживать его температуру. [3] Электроника фокальной плоскости работала при температуре 290 К. [3]
NIRCam должен иметь возможность наблюдать объекты, такие слабые, как звездная величина +29, с выдержкой 10 000 секунд (около 2,8 часов). [8] Он делает эти наблюдения в свете от 0,6 до 5 мкм (от 600 до 5000 нм ) длины волны. [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] Измерение волнового фронта намного тоньше толщины среднего человеческого волоса. [10] Он должен работать с точностью не менее 93 нанометров, а в ходе тестирования он даже достигал от 32 до 52 нм. [10] Человеческий волос имеет тысячи нанометров в поперечнике. [10]
Компоненты датчика волнового фронта включают в себя: [9]
Части NIRCam: [11]
NIRCam имеет две полные оптические системы для резервирования. [3] Обе стороны могут работать одновременно и просматривать два отдельных участка неба; две стороны называются стороной A и стороной B. [3] Линзы, используемые во внутренней оптике, являются триплетными рефракторами . [3] Материалы линз: фторид лития (LiF), фторид бария (BaF2 ) и селенид цинка (ZnSe). [3] Триплетные линзы являются коллиматорной оптикой. [12] Самая большая линза имеет 90 мм чистой апертуры. [12]
Наблюдаемый диапазон длин волн разбит на коротковолновую и длинноволновую полосы. [13] Коротковолновая полоса простирается от 0,6 до 2,3 мкм, а длинноволновая полоса — от 2,4 до 5 мкм; обе имеют одинаковое поле зрения и доступ к коронографу. [13] Каждая сторона NIRCam просматривает участок неба размером 2,2 угловых минуты на 2,2 угловых минуты как в коротковолновом, так и в длинноволновом диапазоне; однако коротковолновое плечо имеет вдвое большее разрешение. [12] Длинноволновое плечо имеет одну решетку на сторону (всего две), а коротковолновое плечо имеет четыре решетки на сторону, или всего 8. [12] Сторона A и сторона B имеют уникальное поле зрения, но они смежны друг с другом. [12] Другими словами, камера просматривает два поля зрения шириной 2,2 угловых минуты, которые находятся рядом друг с другом, и каждое из этих изображений наблюдается на коротких и длинных волнах одновременно, при этом коротковолновое плечо имеет вдвое большее разрешение, чем длинноволновое плечо. [12]
Разработчиками NIRCam являются Университет Аризоны, компания Lockheed Martin и Teledyne Technologies в сотрудничестве с космическим агентством США NASA. [2] Lockheed Martin протестировала и собрала устройство. [11] Teledyne Technologies спроектировала и изготовила десять детекторных решеток на основе ртути, кадмия и теллурида (HgCdTe). [14] NIRCam был завершен в июле 2013 года и отправлен в Центр космических полетов имени Годдарда, который является центром NASA, управляющим проектом JWST. [7]
Четыре основные научные цели NIRCam включают в себя:
- Изучение формирования и эволюции первых светящихся объектов и раскрытие истории реионизации Вселенной.
- Определение того, как объекты, наблюдаемые в настоящее время (галактики, активные галактики и скопления галактик), образовались и эволюционировали из газа, звезд и металлов, присутствовавших в ранней Вселенной.
- Улучшить наше понимание рождения звезд и планетных систем.
- Изучайте физические и химические условия объектов нашей Солнечной системы с целью понять происхождение строительных блоков жизни на Земле.
— Научные возможности с камерой ближнего ИК-диапазона (NIRCam) на космическом телескопе Джеймса Уэбба (JWST) , Бихман и др. [15]
.jpg/1280px-Webb_Instruments_Perfected_to_Microscopic_Levels_(14486243743).jpg)
Данные с датчиков изображения (решетки фокальной плоскости) собираются электроникой фокальной плоскости и отправляются на компьютер ISIM. [3] Данные между FPE и компьютером ISIM передаются по соединению SpaceWire . [3] Также имеется электроника управления приборами (ICE). [3] Решетки фокальной плоскости содержат 40 миллионов пикселей. [7]
FPE обеспечивает или контролирует следующее для FPA: [7]
NIRcam включает в себя фильтрующие диски, которые позволяют пропускать свет, поступающий из оптики, через фильтр, прежде чем он будет зарегистрирован датчиками. [15] Фильтры имеют определенный диапазон, в котором они пропускают свет, блокируя другие частоты; это позволяет операторам NIRCam контролировать, какие частоты наблюдаются при проведении наблюдений с помощью телескопа. [15]
Используя несколько фильтров, можно оценить красное смещение далеких галактик с помощью фотометрии. [15]
Фильтры NIRcam: [16] [17]
