.jpg/1280px-Engineers_Install_Near_Infrared_Camera_into_the_Heart_of_Webb_Telescope_(13543822205).jpg)
NIRCam (камера ближнего инфракрасного диапазона) — прибор на борту космического телескопа Джеймса Уэбба . Он выполняет две основные задачи: формирует изображение с длиной волны от 0,6 до 5 мкм и является датчиком волнового фронта, обеспечивающим функционирование 18-секционных зеркал как одного. [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 из ртутно-кадмиевого теллурида (HgCdTe), каждая из которых имеет матрицу размером 2048×2048 пикселей. [1] [2] Камера имеет поле зрения 2,2×2,2 угловых минуты с угловым разрешением 0,07 угловых секунд на расстоянии 2 мкм. [1] NIRCam также оснащен коронографами, которые помогают собирать данные об экзопланетах вблизи звезд. Это помогает визуализировать что-либо рядом с гораздо более ярким объектом, поскольку коронограф блокирует этот свет. [2]
NIRCam размещен в интегрированном модуле научных инструментов (ISIM), к которому он прикреплен стойками. [3] [4] [5] [6] Он рассчитан на работу при температуре 37 К (-236,2 °C; -393,1 °F), поэтому может обнаруживать инфракрасное излучение на этой длине волны. [3] [7] Он соединяется с ISIM с помощью стоек, а терморемни соединяются с радиаторами тепла, что помогает поддерживать его температуру. [3] Электроника фокальной плоскости работала при температуре 290 К. [3]
NIRCam должна быть в состоянии наблюдать объекты со слабой яркостью до +29 с экспозицией 10 000 секунд (около 2,8 часов). [8] Эти наблюдения проводятся при длине волны света от 0,6 до 5 мкм (от 600 до 5000 нм ). [4] Он может наблюдать в двух полях зрения, и любая сторона может делать изображения или, используя возможности оборудования для измерения волнового фронта , спектроскопию. [9] Чувствительность волнового фронта намного тоньше, чем толщина среднего человеческого волоса. [10] Он должен работать с точностью не менее 93 нанометров, а при тестировании он даже достиг уровня от 32 до 52 нм. [10] Размер человеческого волоса составляет тысячи нанометров. [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, представляют собой триплетные рефракторы . [3] Материалами линз являются 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 разбит на коротковолновую и длинноволновую полосу. [13] Коротковолновый диапазон составляет от 0,6 до 2,3 мкм, а длинноволновый диапазон — от 2,4 до 5 мкм; оба имеют одинаковое поле зрения и доступ к коронографу. [13] Каждая сторона NIRCam просматривает участок неба размером 2,2 на 2,2 угловых минуты как в коротких, так и в длинных волнах; однако коротковолновое плечо имеет вдвое большее разрешение. [12] Длинноволновое плечо имеет по одной решетке на каждой стороне (всего две), а коротковолновое плечо имеет четыре решетки на каждую сторону, или всего 8. [12] Сторона A и сторона B имеют уникальное поле зрения, но они примыкают друг к другу. [12] Другими словами, камера смотрит на два поля зрения шириной 2,2 угловых минуты, которые расположены рядом друг с другом, и каждое из этих изображений наблюдается на коротких и длинных волнах одновременно, при этом коротковолновое плечо имеет разрешение в два раза больше, чем более длинное. плечо длины волны. [12]
Строителями NIRCam являются Университет Аризоны, компания Lockheed Martin и Teledyne Technologies в сотрудничестве с Космическим агентством США НАСА. [2] Компания Lockheed Martin протестировала и собрала устройство. [11] Teledyne Technologies разработала и изготовила десять детекторных матриц из ртути-кадмия-теллурида (HgCdTe). [14] NIRCam был завершен в июле 2013 года и отправлен в Центр космических полетов Годдарда, который является центром НАСА, управляющим проектом JWST. [7]
Четыре основные научные цели NIRCam включают:
- Исследование формирования и эволюции первых светящихся объектов и раскрытие истории реионизации Вселенной.
- Определение того, как объекты, наблюдаемые в наши дни (галактики, активные галактики и скопления галактик), собирались и развивались из газа, звезд и металлов, присутствующих в ранней Вселенной.
- Улучшите наше понимание рождения звезд и планетных систем.
- Изучите физические и химические состояния 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) , Бичман и др. [15]
.jpg/1280px-Webb_Instruments_Perfected_to_Microscopic_Levels_(14486243743).jpg)
Данные с датчиков изображения (матриц в фокальной плоскости) собираются электроникой фокальной плоскости и отправляются на компьютер ISIM. [3] Данные между FPE и компьютером ISIM передаются через соединение SpaceWire . [3] Существует также электроника управления приборами (ICE). [3] Массивы в фокальной плоскости содержат 40 миллионов пикселей. [7]
FPE предоставляет или контролирует для FPA следующее: [7]
NIRcam включает в себя колеса фильтров, которые позволяют свету, поступающему из оптики, проходить через фильтр, прежде чем он будет записан датчиками. [15] Фильтры имеют определенный диапазон, в котором они пропускают свет, блокируя другие частоты; это позволяет операторам NIRCam некоторый контроль над тем, какие частоты наблюдаются при наблюдениях с помощью телескопа. [15]
Используя несколько фильтров, красное смещение далеких галактик можно оценить с помощью фотометрии. [15]
Фильтры NIRcam: [16] [17]
