Введение

Установлена на HST в марте 2002 года.

Усовершенствованная камера для обследований (ACS) – это осевой инструмент третьего поколения, установленный на борту космического телескопа Хаббл (HST). Первоначальная конструкция и научные возможности ACS были определены командой специалистов из Университета Джона Хопкинса. Сборка и всестороннее тестирование ACS проводились в Ball Aerospace & Technologies Corp. и Центре космических полетов Годдарда, после чего была проведена финальная проверка готовности к полету в Космическом центре Кеннеди перед установкой в грузовой отсек орбитального аппарата «Колумбия». Запуск состоялся 1 марта 2002 года в рамках миссии по обслуживанию 3B (STS-109), а 7 марта ACS был установлен на HST, заменив камеру для слабых объектов (FOC) – последний из оригинальных инструментов. Стоимость ACS на тот момент составила 86 миллионов долларов США. ACS – это высокоуниверсальный инструмент, ставший основным инструментом для получения изображений на борту HST. Он обладал рядом важных преимуществ по сравнению с другими инструментами HST: тремя независимыми каналами высокого разрешения, охватывающими ультрафиолетовый и ближний инфракрасный диапазоны спектра, большой площадью детектора и высокой квантовой эффективностью, что увеличило эффективность обнаружений HST в десять раз, широким набором фильтров, а также возможностями коронографии, поляриметрии и использования призм. Наблюдения, выполненные с помощью ACS, предоставили астрономам возможность увидеть Вселенную с уникальной высокой чувствительностью, что наглядно демонстрирует Ультраглубокое поле Хаббла, и охватывают широкий спектр астрономических явлений – от комет и планет Солнечной системы до самых далеких известных квазаров.

Канал широкого поля (WFC)

WFC является наиболее используемым каналом ACS. Его детектор состоит из двух соединенных встык ПЗС-матриц (CCD) размером 2048x4096, с размером пикселя 15 мкм, что в сумме составляет 16 мегапикселей, изготовленных компанией Scientific Imaging Technologies (SITe). Масштаб изображения WFC составляет 0,05 угловых секунды на пиксель, а эффективное поле зрения – 202×202 угловых секунды. Спектральный диапазон детектора WFC составляет 350–1100 нм. Примером использования этого канала является программа SWEEPS, в ходе которой было обнаружено 16 кандидатов в экзопланеты в направлении галактического ядра.

Канал высокого разрешения (HRC)

HRC, который был окончательно выведен из строя в 2007 году из-за электрической неисправности, обеспечивал изображения с исключительно высокой резкостью в более узком поле зрения. Детектор HRC представлял собой ПЗС-матрицу SITe CCD размером 1024×1024, имевшую меньшее поле зрения (26"×29") по сравнению с WFC, но вдвое более высокое пространственное разрешение (0,025" на пиксель). Этот детектор также был значительно более чувствительным, чем WFC, в ближней ультрафиолетовой области спектра (<350 нм). Для получения изображений тусклых объектов вблизи ярких звезд канал использовал два способа подавления света, что в десять раз повышало контрастность объектов, расположенных рядом с яркими источниками. Первый способ заключался в использовании управляемой коронографической маски с двумя затемняющими пятнами: одно диаметром 1,8" в центре поля зрения, а другое диаметром 3,0" ближе к углу. Первое пятно было более востребованным, например, для получения изображений околозвездных дисков вокруг близлежащих ярких звезд или галактик, в которых находятся яркие квазары. Второй способ представлял собой так называемый "Быстрый палец" – полосу шириной 0,8" и длиной 5", расположенную у входного окна криостата HRC.

Солнечный слепой канал (SBC)

Многоанодный микроканальный массив (MAMA) прибора SBC – это малошумящий счетчик фотонов, оптимизированный для ультрафиолетового диапазона длин волн 115–170 нм. Он состоит из фотокатода, микроканальной пластины и анодного массива. Пространственное разрешение составляет 0,034"x0,030" на пиксель, а поле зрения – 34,6"x30,0". Прибор ACS SBC фактически является резервным экземпляром, предназначенным для космического телескопа «Изобразительный спектрограф» (STIS).

Проблемы и решения АКС 2006-2009

25 июня 2006 года в ACS произошел электронный сбой. Прибор был успешно запущен на резервной (сторона 2) электронике. После инженерных тестов инструментальные подсистемы, включая ПЗС-детекторы, показали работоспособность, и 4 июля 2006 года ACS возобновил научные наблюдения. 23 сентября 2006 года ACS снова вышел из строя, однако к 9 октября проблема была диагностирована и устранена. 27 января 2007 года ACS перестал работать из-за короткого замыкания в резервном источнике питания. Солнечно-слепой канал (SBC) прибора был возвращен в строй 19 февраля 2007 года с использованием электроники стороны 1. Канал широкого поля (WFC) был восстановлен в работе миссией STS-125 в мае 2009 года. Однако канал высокого разрешения (HRC) остается отключенным.

Фильтры и диспергирующие устройства

ACS располагает набором из 38 фильтров и диспергаторов, распределенных по трем колесам. Два из этих колес используются оптическими каналами HRC и WFC, а третье – предназначено для SBC. Элементы HRC и WFC состоят из одиннадцати широкополосных фильтров, одного среднеполосного фильтра, пяти узкополосных фильтров, трех видимых и трех ультрафиолетовых поляризаторов, одной призмы для HRC и одной призмы-сетки (580–1100 нм). Четыре фильтра имеют полосу пропускания в ближнем ультрафиолетовом диапазоне и поэтому могут использоваться только с HRC. Основные широкополосные фильтры эквивалентны фильтрам u, g, r, i и z наземного обзора Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Пять линейно-градиентных фильтров, разделенных на три отдельных сегмента каждый, обеспечивают возможность непрерывной съемки в диапазоне от 380 нм до 1070 нм и, таким образом, гарантируют адекватную дискретизацию эмиссионных линий в широком диапазоне красного смещения. Только средний сегмент доступен для HRC. Колесо SBC оснащено одним среднеполосным фильтром (Lyα), пятью фильтрами длинноволнового пропускания и двумя объективными призмами.