Кіріспе

Extreme ultraviolet Imaging Telescope (EIT) - бұл SOHO ғарыш кемесіндегі, ультракүлгін диапазонында Күн коронасының жоғары ажыратымды суреттерін алуға арналған құрал. EIT құралы төрт түрлі толқын ұзындығындағы жарыққа сезімтал: 17,1, 19,5, 28,4 және 30,4 нм, бұл жоғары иондалған темір (XI)/(X), (XII), (XV) және гелий (II) арқылы шығарылатын жарыққа сәйкес келеді. EIT кіреберіс айналарына төрт бөліктен тұратын құрылыммен жабдықталған бір телескоп ретінде жасалған: әр бөлік ультракүлгін жарықтың әртүрлі түсін шағылыстырады, ал байқалатын толқын ұзындығы негізгі телескоптың барлық бөліктерінен жарықты тоқтатып тұратын жапқыш арқылы таңдалады. EIT толқын ұзындықтары күн физиктері үшін үлкен қызығушылық тудырады, себебі олар Күннің өте ыстық коронасынан шығарылады, бірақ Күннің салыстырмалы түрде салқын фотосферасынан емес; бұл Күннің жарығымен көрінбейтін коронадағы құрылымдарды ашып көрсетеді. EIT бастапқыда SOHO бортындағы басқа құралдар үшін бақылау нысандарын таңдауға көмектесетін көмекші құрал ретінде жоспарланған, бірақ SOHO-дан алынған ғылыми нәтижелердің көп бөлігіне, соның ішінде коронадағы толқынды құбылыстарды алғашқы байқауларға, короналық масса шығарудың басталуын сипаттауға және короналық тесіктердің құрылымын анықтауға EIT үлкен үлес қосты. 2010 жылдың ортасына дейін EIT сағатына шамамен төрт рет Күннің Fe XII (19,5 нм толқын ұзындығы) суретін түсірді; олар дереу SOHO веб-сайтына уақыт өте келе түсірілген фильмдер түрінде жүктелді, оларды қызығушылық танытқан кез келген адам дереу көре алатын. (Торптың 2010 жылдың жазында Күн динамикасы обсерваториясын іске қосуынан кейін, оның атмосфералық бейнелеу жиынтығы әлдеқайда жоғары ажыратымдылықтағы күн суреттерін жиі түсіре алады. Осылайша, SOHO-дағы ақ жарық коронографтары да суреттерді жиі түсіре алады: олар EIT-пен процессор мен телеметриялық каналды бөліседі. Суреттер Күнді ұзақ мерзімді зерттеулерде, күннің ерекшеліктерін егжей-тегжейлі талдауда және NOAA ғарыш ауа-райы болжау орталығының нақты уақыттағы ғарыш ауа-райы болжамдарын жасауда қолданылады.)

Технология

EIT – бұл Күнді ең жоғары ультракөк сәулелерде бейнелеу үшін қалыпты инцидентті көп қабатты жабынды оптикасын қолданатын алғашқы ұзақ мерзімді құрал. Бұл спектрдің бөлігін шағылыстыру өте қиын, себебі көптеген заттар жарықты өте күшті сіңіреді. Әдетте, бұл толқын ұзындықтары пастбищтік бұрышпен (рентген сәулелерін бейнелеу үшін қолданылатын Вултер телескопы сияқты) немесе дифракциялық тор арқылы (1970-жылдардың ортасында Skylab-та ұшқан, әзілде "сопақталған торап" деп аталған құрал сияқты) шағылыстырылған. Қазіргі заманғы вакуумдық технология айналарды кез келген материалдан өте жұқа қабаттармен жабуға мүмкіндік береді. EUV телескопындағы көп қабатты айналар, EUV жарығын әлсіз сіңіретін жеңіл "аралық элементпен" (мысалы, кремний) және EUV жарығын өте күшті сіңіретін ауыр "шашыратушы элементпен" (мысалы, молибден) кезектесіп жабылады. Айнаға әрбір түрінен 100-ге жуық қабат орналастырылуы мүмкін, олардың қалыңдығы шамамен 10 нм-ге жетеді. Қабаттың қалыңдығы қатаң бақыланады, сонда қажетті толқын ұзындығында әрбір қабаттан шағылысқан фотондар конструктивті түрде келіседі. Осылайша, шағылыстыру деңгейі ~50%-ға дейін жетеді. Көп қабатты технология, дәстүрлі телескоп конструкцияларын (мысалы, Кассегрен немесе Ричи-Кретиен конструкцияларын) спектрдің бұрын қолданылмаған бөлігінде пайдалануға мүмкіндік береді. Көп қабатты EUV оптикасымен Күнді бейнелеуді 1990 жылдары MSSTA және NIXT зондтық ракеталары алғаш рет іске қосты, олардың әрқайсысы бірнеше бес минуттық ғарышқа ұшу миссиясын орындады. Көп қабатты EUV оптикасы микрочиптерді жасау үшін қолданылатын жердегі нанолитографиялық құрылғыларда да қолданылады. EIT детекторлары – бұл EUV фотондарын қабылдау үшін артқы жағынан жарықтандырылған және арнайы жұқартқышпен өңделген стандартты CCD. Детектор EUV және көрінетін фотондарға шамамен бірдей сезімтал болғандықтан және Күн көрінетін жарықта EUV-ге қарағанда шамамен бір миллиард (109) есе жарық болғандықтан, EUV сәулелерін өткізу үшін, көрінетін жарықты тоқтату үшін арнайы жұқа фольгалы сүзгілер қолданылады. Сүзгілер өте жұқа алюминий фольгасынан жасалған, олардың қалыңдығы шамамен 200 нм (0,2 микрометр) және кіріс EUV жарығының шамамен жартысын өткізеді, ал кіріс көрінетін жарықтың барлығын сіңіреді.

Тарих

EIT ғылыми қаржыландыру агенттіктеріне ұсыну қиын болды, себебі 1990 жылдардың басында коронаның қарапайым суретінің ғылыми тұрғыдан пайдалы болатыны нақты емес еді (SOHO бортындағы басқа аспаптардың көпшілігі әртүрлі спектрографтар). EIT-нің жетекші ғалымы Жан Пьер Делабудиниер бұл құралды құрастыру және ұшыру үшін бірнеше көзден қаржы мен ресурстар іздеуге мәжбүр болды. Мысалы, SOHO аспаптарының ішінде EIT-нің ғана өз ұшу компьютері жоқ; ол LASCO аспабының ұшу компьютеріне қосылған және операциялық тұрғыдан қосымша LASCO камерасы ретінде қарастырылады. Бағытты реттеу механизмдеріне қаражат болмағандықтан, EIT тікелей ғарыш кемесіне бекітілген, демек SOHO бағытының анықтамасы болып табылады: қалған аспаптардың барлығы EIT суреттеріне қарай бағытталған. Фокус реттеуі термиялық кеңею арқылы жүзеге асырылады: ішкі қыздырғыштар (көптеген ғарышқа шығарылған аспаптарда кездеседі) телескоп құрылымының мөлшеріндегі шағын өзгерістерге және осының салдарынан айналар арасындағы қашықтыққа қол жеткізу үшін пайдаланылады. EIT бастапқыда шамамен 1 кбит/с дерек көлеміне ие болды – бұл 110 бодтық телетайптың жылдамдығымен шамалас, бірақ оның тиімділігі анықталғаннан кейін оған телеметриялық жолақтың ені көбірек бөлінді.

Қатынасты құралдар

EIT технологиясы MSSTA және NIXT зондтық зымырандарымен ұшырылған прототиптік құралдарға негізделген. Күннің толық дискісін EUV сәулеленуінде бейнелейтін алғашқы көп қабатты телескопты А. Б. С. Уокер және оның командасы 1987 жылы ұшырған. TRACE, STEREO және Proba 2 ғарыш кемелері (1998, 2006 және 2009 жылдары тиісінше ұшырылған) осыған ұқсас көп қабатты бейнелеу құралдарын, сондай-ақ Күн динамикасы обсерваториясы миссиясы да өздерімен алып жүреді.