.jpg/1280px-Key_Science_Instrument_Installed_into_Webb_Structure_(8704079347).jpg)
.jpg/1280px-Webb's_MIRI_Shield_Dropping_in_on_Dropping_Temperatures_(11211724826).jpg)
.jpg/1280px-Uncrating_the_Webb's_MIRI_Instrument_(7310210944).jpg)
MIRI , или прибор среднего инфракрасного диапазона , — это инструмент космического телескопа Джеймса Уэбба . [1] MIRI — это камера и спектрограф , который наблюдает средне- и длинноволновое инфракрасное излучение от 5 до 28 микрон . [1] Здесь также есть коронографы , специально для наблюдения за экзопланетами . [2] В то время как большинство других инструментов на Уэббе могут видеть от начала ближнего инфракрасного диапазона или даже до оранжевого видимого света , MIRI может видеть свет с большей длиной волны. [1]
MIRI использует кремниевые матрицы, легированные мышьяком, для проведения наблюдений на этих длинах волн. [1] Сканер предназначен для широкого обзора, но спектрограф имеет меньший обзор. [1] Поскольку он видит более длинные волны, он должен быть холоднее, чем другие инструменты (см. Инфракрасная астрономия ), и у него есть дополнительная система охлаждения. [1] Система охлаждения MIRI включает предварительный охладитель с импульсной трубкой и теплообменник с петлей Джоуля-Томсона . [1] Это позволило охладить MIRI до температуры 7 градусов по Кельвину во время работы в космосе. [1]
MIRI был создан Консорциумом MIRI, группой, состоящей из ученых и инженеров из 10 различных европейских стран (Великобритании, Франции, Бельгии, Нидерландов, Германии, Испании, Швейцарии, Швеции, Дании и Ирландии) во главе с Великобританией. Европейский консорциум [3] , а также группа из Лаборатории реактивного движения в Калифорнии и ученые из нескольких институтов США. [4]
Спектрограф может наблюдать длины волн от 4,6 до 28,6 микрон и имеет четыре отдельных канала, каждый со своими решетками и слайсерами изображения. [2] Поле зрения спектрографа составляет 3,5 на 3,5 угловых секунды . [2]
Спектрограф способен выполнять спектроскопию низкого разрешения (LRS) с щелью или без нее, а также спектроскопию среднего разрешения (MRS), снятую с помощью встроенного полевого блока (IFU). Это означает, что MRS с IFU создает куб изображения. Подобно другим IFU, это можно сравнить с изображением, имеющим спектр для каждого пикселя. [5]
Сканер имеет масштаб пластины 0,11 угловых секунд на пиксель и поле зрения 74 на 113 угловых секунд. [6] Ранее при разработке поле зрения должно было составлять 79 на 102 угловых секунды (1,3 на 1,7 угловых минут ). [2] Канал формирования изображений имеет десять доступных фильтров, а детекторы изготовлены из кремния, легированного мышьяком ( Si : As ). [1] Детекторы (один для формирователя изображений и два для спектрометра) имеют разрешение 1024x1024 пикселей каждый и называются модулями фокальной плоскости или FPM. [7]
В течение 2013 года и до января 2014 года MIRI был интегрирован в Интегрированный модуль научных инструментов (ISIM). [8] MIRI успешно прошла испытания Cryo Vac 1 и Cryo Vac 2 в рамках ISIM в 2010-х годах. [8] MIRI был разработан международным консорциумом. [8]
MIRI прикреплен к ISIM с помощью шестигранной конструкции из углеродного волокна и пластика, которая прикрепляет его к космическому кораблю, а также помогает термически изолировать его. [1] (см. также пластик, армированный углеродным волокном )
Краткое описание деталей: [9]
Большая часть MIRI расположена в основной структуре ISIM, однако криокулер находится в зоне 3 ISIM, которая расположена в шине космического корабля . [10]
Модуль формирования изображений MIRI также включает в себя спектрометр низкого разрешения, который может выполнять длиннощелевую и бесщелевую спектроскопию с длиной волны света от 5 до 12 мкм. [11] В LRS используются призмы Ge ( германий ) и ZnS ( сульфид цинка ) для создания спектроскопической дисперсии. [11]
Ввод в эксплуатацию завершен в следующие сроки:
Чтобы обеспечить возможность проведения наблюдений в среднем инфракрасном диапазоне внутри JWST, инструмент MIRI имеет дополнительную систему охлаждения. Он работает примерно так же, как работает большинство холодильников или кондиционеров: жидкость охлаждается до низкой температуры в теплой секции и отправляется обратно в холодную секцию, где она поглощает тепло, а затем возвращается в конденсатор. Одним из источников тепла является оставшееся тепло космического корабля, а другим — собственная электроника космического корабля, часть которой близка к реальным приборам для обработки данных наблюдений. Большая часть электроники находится в гораздо более теплом автобусе космического корабля, но часть электроники должна была быть намного ближе, и были предприняты большие усилия, чтобы уменьшить выделяемое ею тепло. За счет уменьшения количества тепла, выделяемого электроникой на холодной стороне, необходимо отводить меньше тепла.
В этом случае криокулер JWST находится в шине космического корабля и имеет линии охлаждающей жидкости, которые идут к прибору MIRI, охлаждая его. Криокулер имеет тепловой радиатор на шине космического корабля, излучающий собранное им тепло. [12] В этом случае в качестве хладагента в системе охлаждения используется газообразный гелий .
Криокулер космического телескопа Джеймса Уэбба изначально основан на криокуллере TRW ACTDP. [12] Однако компании JWST пришлось разработать версию, способную выдерживать более высокие тепловые нагрузки. [13] Он оснащен многоступенчатым холодильником с импульсной трубкой , который охлаждает еще более мощный холодильник. [12] Это компрессор оксфордского типа с линейным движением, который питает контур JT. [13] Его цель — охладить прибор MIRI до 6 кельвинов (-448,87 °F или -267,15 °C). [12] ISIM имеет температуру около 40 К (из-за солнечного экрана), и имеется специальный радиационный экран MIRI, за пределами которого температура составляет 20 К. [12] Контур JT представляет собой теплообменник с петлей Джоуля-Томсона . [1]
Визуализация MIRI имеет 10 фильтров, доступных для наблюдений. [14]
MIRI Coronagraphic Imaging имеет 4 фильтра, доступных для наблюдений. [14]
В спектрометре низкого разрешения (LRS) используется двойная призма из сульфида цинка/германия (ZnS/Ge). Щелевая маска имеет фильтр, блокирующий свет с длиной волны менее 4,5 мкм. LRS охватывает от 5 до 14 мкм. [14]
Спектрометр среднего разрешения (МРС) имеет 4 канала, которые наблюдаются одновременно. Однако каждый канал дополнительно делится на 3 различных спектральных настройки (называемых короткими, средними и длинными). За одно наблюдение MIRI может наблюдать только одну из этих трех настроек. Наблюдение, целью которого является наблюдение всего спектра, должно провести 3 отдельных наблюдения отдельных параметров. MRS охватывает от 4,9 до 27,9 мкм. [14]
