Хаббл ғарыш телескопының Advanced Camera for Surveys камерасы
Advanced Camera for Surveys
Hubble телескопындағы Advanced Camera for Surveys (ACS) туралы: құрылысы, орнатылуы, 2002 жылғы қызмет көрсету миссиясы және Faint Object Camera-ны алмастыруы.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
HST-ге 2002 жылдың наурызында орнатылды.
Installed on HST March 2002
Зерттеулерге арналған кеңейтілген камера (ACS) – Хаббл ғарыш телескопының (HST) бортындағы үшінші буынның осьтік құралы. ACS-тің бастапқы дизайны мен ғылыми мүмкіндіктерін Джонс Хопкинс университетінің тобы анықтады. ACS Ball Aerospace & Technologies Corp. және Годдард ғарыш ұшу орталығында құрастырылып, жан-жақты сынақтан өтті, ал Колумбия орбитасының жүк бөліміне енгізілмес бұрын Кеннеди ғарыш орталығында соңғы ұшуға дайындығы тексерілді. Ол 2002 жылдың 1 наурызында 3B қызмет көрсету миссиясының (STS 109) бөлігі ретінде ұшырылды және 7 наурызда HST-ге орнатылды, соңғы түпнұсқалық құрал – Айдағы әлсіз нысандар камерасының (Faint Object Camera - FOC) орнын алды. Ол кезде ACS құны 86 миллион АҚШ долларына бағаланған. ACS – өте әмбебап құрал, ол HST-дегі негізгі бейнелеу құралы болды. Ол басқа HST құралдарына қарағанда бірнеше маңызды артықшылықтар ұсынды: спектрдің ультракөк сәуледен жақын инфрақызыл аймақтарын қамтитын үш тәуелсіз, жоғары ажыратымды каналдар, үлкен детекторлық аудан және кванттық тиімділік, нәтижесінде HST-нің жаңалықтарды табу тиімділігі он есеге артты, сүзгілердің кең ассортименті, сондай-ақ коронографиялық, поляриметриялық және гризмдік мүмкіндіктер. ACS-пен жүргізілген байқаулар астрономдарға ғаламды ерекше жоғары сезімталдықпен көруге мүмкіндік берді, бұл Хабблдің ультра терең өрісімен көрсетілген, және Күн жүйесіндегі кометалар мен планеталардан бастап, ең алыс квазарларға дейін астрономиялық құбылыстардың кең ауқымын қамтиды.
The Advanced Camera for Surveys (ACS) is a third generation axial instrument aboard the Hubble Space Telescope (HST). The initial design and scientific capabilities of ACS were defined by a team based at Johns Hopkins University. ACS was assembled and tested extensively at Ball Aerospace & Technologies Corp. and the Goddard Space Flight Center and underwent a final flight ready verification at the Kennedy Space Center before integration in the cargo bay of the Columbia orbiter. It was launched on March 1, 2002, as part of Servicing Mission 3B (STS 109) and installed in HST on March 7, replacing the Faint Object Camera (FOC), the last original instrument. ACS cost US$86 million at that time. ACS is a highly versatile instrument that became the primary imaging instrument aboard HST. It offered several important advantages over other HST instruments: three independent, high resolution channels covering the ultraviolet to the near infrared regions of the spectrum, a large detector area and quantum efficiency, resulting in an increase in HST's discovery efficiency by a factor of ten, a rich complement of filters, and coronagraphic, polarimetric, and grism capabilities. The observations undertaken with ACS provided astronomers with a view of the Universe with uniquely high sensitivity, as exemplified by the Hubble Ultra Deep Field, and encompass a wide range of astronomical phenomena, from comets and planets in the Solar System to the most distant quasars known.
Кең өрістік арна (WFC)
WFC – ACS-тің ең көп қолданылатын арнасы. Оның детекторы екі тікелей қосылған 2048x4096, 15 мкм/пикселді зарядты қосарланған құрылғыдан (CCD) тұрады, жалпы сомасы 16 мегапикселді құрайды, оларды Scientific Imaging Technologies (SITe) компаниясы шығарған. WFC-тің пикселге шаққандағы масштабтық коэффициенті 0,05-ке тең, ал тиімді көру бұрышы 202×202 шамасында. WFC детекторының спектрлік диапазоны 350–1100 нм. Бұл арнаны қолданудың бір мысалы – SWEEPS, ол Галактикалық орталықта 16 кандидат экзопланетаны анықтады.
The WFC is the most utilized channel of ACS. Its detector consists of two butted 2048x4096, 15 μm/pixel charge coupled devices (CCDs) for a total of 16 megapixels manufactured by Scientific Imaging Technologies (SITe). The WFC plate scale is 0.05 per pixel and it has an effective field of view of 202×202. The spectral range of the WFC detector is 350–1100 nm. An example of a use of this channel was SWEEPS, which found 16 candidate exoplanets in the Galactic core.
Жоғары ажыратылатын арна (HRC)
2007 жылдан бері электрлік ақаудың салдарынан тоқтатылған HRC, кішкентай көрініс өрісінде өте айқын суреттерді қамтамасыз етті. HRC детекторы – 1024×1024 SITe CCD, оның көрініс өрісі WFC-ге қарағанда кішірек (26"×29"), бірақ кеңістіктік дискретизациясы екі есе жоғары (пиксельге 0,025"). Бұл детектор WFC-ге қарағанда ультракүлгін сәулелерге (<350 нм) жақын толқын ұзындығында едәуір сезімтал болды. Бұл каналдағы жарық көздерінің маңындағы әлсіз нысандарды бейнелеу үшін жарықты басудың екі тәсілі қолданылды, бұл жарық көздеріне жақын нысандардың контрастын он есе арттырды. Біріншісі – екі жасыру нүктесі бар басқарылатын коронографиялық маска, олардың бірінің диаметрі 1,8" және ол көрініс өрісінің ортасында, екіншісінің диаметрі 3,0" және ол бұрышқа жақын орналасқан. Бірінші нүкте екі нүктенің ішінде ең көп қолданылды, мысалы, жақын маңдағы жарқын жұлдыздардың немесе жарқын квазарлардың галактикаларының айналасындағы жұлдыздар дискілерін бейнелеу үшін. Екіншісі – HRC девар терезесінің кіреберісінде орналасқан, ені 0,8" және ұзындығы 5" болатын Fastie Finger деп аталатын құрылғы.
The HRC, which has been permanently disabled since 2007 due to an electrical fault, provided ultra sharp views over a smaller field of view. The HRC detector was a 1024×1024 SITe CCD which had a smaller field of view (26"×29") than the WFC but twice the spatial sampling (0.025" per pixel). This detector was also significantly more sensitive than the WFC at near ultraviolet wavelengths (<350 nm). The channel used two light suppression options for imaging faint objects around bright stars, improving the contrast of targets close to bright sources by tenfold. The first was a commandable coronagraphic mask that included two occulting spots, one of diameter 1.8" at the center of the field and the other of diameter 3.0" nearer to a corner. The first spot was the most popular of the two, for example, for imaging circumstellar disks around nearby bright stars or the host galaxies of luminous quasars. The second was the so called Fastie Finger, 0.8" in width and 5" in length, located at the entrance of the HRC dewar window.
Күн көзін жасыратын арна (SBC)
SBC-дің көп анодты микроарналы массиві (MAMA) – 115–170 нм толқын ұзындығы диапазонындағы ультракөк сәулеге оңтайландырылған, төмен деңгейдегі фондық шулы фотондарды есептеу құрылғысы. Ол фотокатодтан, микроканалдық пластинадан және анодтық массивтен тұрады. Оның кеңістіктік дискретизациясы пикселге шаққанда 0,034"x0,030", ал көру бұрышы 34,6"x30,0". ACS SBC – бұл, шындығында, Ғарыш телескопының бейнелеу спектрографының (STIS) бортындағы қосалқы құрылғы.
The Multi Anode Microchannel Array (MAMA) of the SBC is a low background photon counting device optimized for the ultraviolet in the wavelength range of 115–170 nm. It consists of a photocathode, a microchannel plate, and an anode array. Its spatial sampling is 0.034"x0.030" per pixel and its field of view is 34.6"×30.0". The ACS SBC is in fact a flight spare from the Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS).
АТК проблемалары мен оларды шешу жолдары 2006-2009
2006 жылғы 25 маусымда ACS электрондық қатеге ұшырады. Ол қосалқы (екінші жақ) электроникасы арқылы сәтті қосылды. Инструменттың ішкі жүйелері, соның ішінде CCD детекторлары инженерлік сынақтардан кейін жұмыс істейтінін көрсетті және ACS 2006 жылғы 4 шілдеде ғылыми жұмыстарды қайта бастады. 2006 жылғы 23 қыркүйекте ACS қайтадан істен шықты, бірақ 9 қазанға дейін мәселе анықталып, шешілді. 2007 жылғы 27 қаңтарда ACS резервтік қуат көзіндегі қысқа тұйықталу салдарынан істен шықты. Аспаптың Күнге сезімтал емес арнасы (SBC) 2007 жылғы 19 ақпанда бірінші жақ электроникасын пайдаланып қайта іске қосылды. Кең өрістік арна (WFC) 2009 жылғы мамырда STS 125 миссиясы арқылы қызметке қайта оралды. Дегенмен, жоғары ажыратымдылық арнасы (HRC) әлі де істен шығып тұр.
On 25 June 2006 ACS suffered an electronic failure. It was powered up successfully on its redundant (side 2) electronics. The instrument subsystems, including the CCD detectors, proved to be working after engineering tests, and ACS resumed science operations on July 4, 2006. On 23 September 2006, the ACS again failed, though by 9 October the problem had been diagnosed and resolved. On January 27, 2007, the ACS failed due to a short circuit in its backup power supply. The instrument's Solar Blind Channel (SBC) was returned to operation on 19 February 2007 using the side 1 electronics. The Wide Field Channel (WFC) was returned to service by STS 125 in May 2009. The High Resolution Channel (HRC), however, remains offline.
Сүзгілер мен дисперстерлер
ACS үш дөңгелекке орналасқан 38 сүзгі мен дисперстер жиынтығына ие. Осы дөңгелектердің екеуі HRC және WFC жарық жолдары үшін ортақ, ал үшіншісі SBC-ге арналған. HRC және WFC элементтері он бір кең жолақты сүзгі, бір орта жолақты сүзгі, бес тар жолақты сүзгі, үш көрінетін және үш ультракөк сәуле полярландырғыш, HRC үшін бір призма және бір гризм (580–1100 нм) құрайды. Төрт сүзгінің өтімділік диапазоны ультракөк спектрге жақын болғандықтан, оларды тек HRC-мен ғана қолдануға болады. Негізгі кең жолақты сүзгілер жердегі Sloan Digital Sky Survey (SDSS) u, g, r, i және z сүзгілерімен эквивалентті. Әрқайсысы үш жеке сегментке бөлінген бес сызықтық рампалық сүзгі 380 нм-ден 1070 нм-ге дейін үздіксіз бейнелеу мүмкіндігін қамтамасыз етеді, соның арқасында кең қызыл жылдамдық диапазонында эмиссиялық сызықтардың жеткілікті үлгісі алынады. Ортаңғы сегмент ғана HRC үшін қолжетімді. SBC дөңгелегі бір орта жолақты сүзгі (Lyα), бес ұзақ өтімді сүзгі және екі объективтік призмамен жабдықталған.
ACS possesses a set of 38 filters and dispersers distributed among three wheels. Two of these wheels are shared by the HRC and WFC light paths while the third is dedicated to the SBC. The HRC and WFC elements consist of eleven broad band filters, one medium band filter, five narrow band filters, three visible and three ultraviolet polarizers, one prism for the HRC, and one grism (580–1100 nm). Four of the filters have bandpasses in the near ultraviolet and so can be used with the HRC only. The primary broad band filters are equivalent to the u, g, r, i, and z filters of the ground based Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Five linear ramp filters divided into three individual segments each provide continuous imaging capability from 380 nm to 1070 nm and so ensure adequate sampling of emission lines over a large range in redshift. Only the middle segment is accessible to the HRC. The SBC wheel is populated with one medium band filter (Lyα), five long pass filters, and two objective prisms.