Spitzerov vesmírny ďalekohľad: Rozdiel medzi revíziami

Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání
formulácia (poslovenčenie), oprava popisu obrázku, typografia
(náhradný obrázok, malá aktualizácia, formulácia, wikilinky)
(formulácia (poslovenčenie), oprava popisu obrázku, typografia)
| nadpis = Spitzerov vesmírny ďalekohľad
| obrázok = Spitzer space telescope.jpg
| titulok = Spitzerov vesmírny ďalekohľad pred- štartomumelecká predstava
| organizácia = [[NASA]]/[[JPL]]/[[Caltech]]
| hlavní_dodávatelia = [[Lockheed Martin]] /<br />[[Ball Aerospace & Technologies Corp.|Ball Aerospace]]
 
== Konštrukcia ==
Teleskop bol navrhnutý tak, aby jeho hmotnosť neprekračovala {{kg|50}}, a jeho konštrukcia dokázala odolaťodolávala extrémne nízkym teplotám, v&nbsp;tomto prípade mínus&nbsp;268°C.<ref name="Kleczek" /> Hlavné [[zrkadlo]] má {{cm|85|m|w}} v priemere, f/12 (ohnisková vzdialenosť je 12 násobok priemeru hlavného zrkadla),. zhotovenéZhotovené je z [[berýlium|berýlia]], ktoré má veľmi malú tepelnú vodivosť pri nízkych teplotách a je ochladené na 5,5 [[Kelvinkelvin]]ov. Teleskop obsahuje tri prostriedky, ktoré mu umožnia vykonávanievykonávať [[fotometria|fotometriefotometriu]] a obrázkovvytvárať obrázky od 3 do 180 [[mikrometer|mikrometrov]], [[spektroskopia|spektroskopiespektroskopiu]] od 5 do 40 mikrometrov a [[spektrofotometria|spektrofotometriespektrofotometriu]] od 5 do 100 mikrometrov.
 
Hlavnú sadu prístrojov (teleskop a kryogénnu komoru) vyvinula spoločnosť ''Ball Aerospace & Technologies Corp''. ĎalšieNa zariadeniavýrobe vyvinuliďalších zariadení sa podieľali priemyslové, akademické a vládne inštitúcie ako napr. [[Cornell]], [[University of Arizona]], [[Smithsonian Astrophysical Observatory]], ''[[Ball Aerospace'']] a ''[[Goddard Spaceflight Center'']]. Telo Spitzerovho vesmírneho ďalekohľadu skonštruovala spoločnosť [[Lockheed Martin]]. Stavba Spitzerovho vesmírneho ďalekohľadu stála celkove 800 miliónov amerických dolárov. Rozpočet NASA pririekolschválil projektu SIRTF na rok 2008 celkom 68,4 miliónov USD; na rok 2009 sa počítapočítal s čiastkou 71,7 miliónov USD. S blížiacim sa koncom celej misie sa počíta aj s celkovým znížením čiastok pridelených na misiu – 2010: 15,9 mil. USD, 2011: 10,3 mil. USD, 2012: 3,2 mil. USD, 2013: 3,3 mil. Misia je riadená firmou [[Jet Propulsion Laboratory]] a [[Spitzerove vesmírne stredisko|Spitzerovým vesmírnym strediskom]] v [[Pasadena (Kalifornia)|Pasadene]].
 
=== Snímače v teleskope ===
*IRAC ('''I'''nfra'''r'''ed '''A'''rray '''C'''amera), infračervená kamera, ktorá operuje súčasne v štyroch vlnových dĺžkach (3,6&nbsp;µm, 4,5&nbsp;µm, 5,8&nbsp;µm a 8&nbsp;µm). Rozlíšenie je 256 × 256 [[pixel]]ov.
*IRS ('''I'''nfra'''r'''ed '''S'''pectrograph), infračervený [[spektrometer]] so štvoricou podmodulov, ktorý pracuje na vlnových dĺžkach 5,3–14&nbsp;µm (nízke rozlíšenie), 10–19,5&nbsp;µm (vysoké rozlíšenie), 14–40&nbsp;µm (nízke rozlíšenie) a 19–37&nbsp;µm (vysoké rozlíšenie).
*MIPS ('''M'''ultiband '''I'''maging '''P'''hotometer for '''S'''pitzer),<ref name="MIPS">{{Cite web
| title = Spitzer's Multiband Imaging Photometer
| url = http://www.spitzer.caltech.edu/technology/mips.shtml
| publisher = NASA, Spitzer Science Center
| language = anglicky
}}</ref>, ktorý vykonáva snímanie a získava spektroskopické údaje z&nbsp;infračerveného žiarenia väčších vlnových dĺžok. Pozostáva z troch snímacích modulov: Prvý má rozlíšenie 128&nbsp;x&nbsp;128 pixelov a sníma žiarenie [[Vlnová dĺžka|λ]]= 24&nbsp;mikrometrov; je vyrobený zo [[silikón]]u obohateného o [[arzén]].<ref name="MIPS" /> Ďalší z&nbsp;modulov má rozlíšenie 32&nbsp;x&nbsp;32 pixelov a sníma IR žiarenie λ= 70&nbsp;mikrometrov a ďalej v rozsahu 50–100&nbsp;mikrometrov. Posledný modul s rozlíšením 2&nbsp;x&nbsp;20&nbsp;mikrometrov sa používa na snímanie vlnových dĺžok 160&nbsp;mikrometrov. Snímacia schopnosť MIPS sa pohybuje v&nbsp;rozpätí 5&nbsp;x&nbsp;5&nbsp;uhlových minút (najkratšia vlnová dĺžka) až 0,5&nbsp;x&nbsp;5 (najdlhšia vlnová dĺžka).<ref name="MIPS" />
 
Skoršie infračervené pozorovania boli vykonané kombináciou vesmírnych a zemských hvezdární.
Pozemské hvezdárne majú nevýhodu v tom, že v infračervených vlnových dĺžkach alebo frekvenciách ďalekohľad a [[zemská atmosféra]] silno vyžarujú. Atmosféra je dodatočne nepriepustnápriepustná v najväčších infračervených vlnových dĺžkach., Totočo si však vyžaduje dlhé expozičné časy a veľmi znižuje schopnosť zaznamenať slabé objekty. Dá sa to popísať ako pozorovanie hviezd cez deň. Predošlé vesmírne satelity (ako [[IRAS]] - the '''I'''nfra'''r'''ed '''A'''stronomical '''S'''atellite, [[Infrared Space Observatory|ISO]], the '''I'''nfrared '''S'''pace '''O'''bservatory) boli v prevádzke počas rokov [[1980]] a [[1990]] a odvtedy sa urobili veľké pokroky v astronomických technológiách urobili veľké pokroky.
 
=== Architektúra kryogénneho systému ===
[[Obrázok:Cryo architecture of SIRTF - slovak.PNG|left|thumb|Porovnanie starej a novej technológie chladenia]]
Predchádzajúce infračervené teleskopy vo vesmíre boli zahalené obrovským [[kryostat]]om,<ref>{{Cite web
| title = Spitzer's Cryostat
| url = http://www.spitzer.caltech.edu/technology/cryostat.shtml
| publisher = NASA, Spitzer Science Center
| language = anglicky
}}</ref>, ktorý obsahoval [[supratekutosť|supratekuté]] [[hélium]] a umožňoval fungovanie teleskopu pri&nbsp;teplotách blízko [[Absolútna nula|absolútnej nule]].<ref name="cryo">{{Cite web
| title = Innovations: Cryogenic Architecture
| url = http://www.spitzer.caltech.edu/about/cryogenic.shtml
| publisher = Nasa, Spitzer Science Center
| language = anglicky
}}</ref> Takáto konfigurácia sa označuje ako tzv. ''Cold launch architecture''. Na rozdiel od teleskopov IRAS a ISO, sa však u Spitzera použili inovatívne technológie tzv. ''Warm launch architecture''. Spitzerov vesmírny ďalekohľad z prevažnej časti ochladzuje prirodzená teplota, či skôr chlad vesmírneho prostredia (pasívne chladenie). Len snímacie zariadenie, ktoré vyžaduje silnejšie chladenie, je ukryté spoločne s&nbsp;kryostatom v špeciálnej vákuovej schránke.<ref name="cryo" /> Pre správne fungovanie technológie „warm launch“ je však nevyhnutná správna voľba umiestnenia - orbitálnej výšky. Pokiaľ sa teleskop nachádza v&nbsp;dostatočne veľkej vzdialenosti od Zeme, je teplota okolitého prostredia schopná ho ochladiť už v priebehu niekoľkých týždňov na teplotu 40&nbsp;[[Kelvin|K]].<ref name="cryo" /> Počas tohto obdobia chladenie zaisťuje vonkajšia schránka s&nbsp;tekutým héliom. Postupne sa odparujúce hélium ochladzuje teleskop na operačnú teplotu 5,5&nbsp;K. Jedným z&nbsp;najväčších prínosov tejto technológie je celková redukcia veľkosti celého observatória a zníženie nákladov na dopravu zariadenia na obežnú dráhu.
 
Pre porovnanie: SIRTF spotrebujespotreboval v priebehu piatich rokov 360&nbsp;litrov hélia v priebehu piatich rokov, u jeho predchodcu IRAS to činilo 520&nbsp;litrov spotrebovaných za 10&nbsp;mesiacov, a nakoniec ISO, ktorý spotreboval 2140&nbsp;litrov v priebehu 2,5 ročnej misie.<ref name="cryo" />
S&nbsp;použitím tejto úspornej inovatívnej technológie sa (s&nbsp;určitými úpravami) počíta aj&nbsp;u&nbsp;nových projektov vesmírnych infračervených teleskopov, ako je napr. [[Vesmírny ďalekohľad Jamesa Webba]].<ref name="cryo" />
 
| publisher = NASA, Spitzer Science Center
| language = anglicky
}}</ref> Na prenos dát na Zem sa využíva nepohyblivá [[anténa s vysokým ziskom]], umiestnená na zadnej časti konštrukcie. Výskumné práce, ktoré Spitzer vykonáva, sa prerušujú iba jeden či dvakrát za deň, kedy je za účelom odoslania údajov nutné preorientovať ďalekohľad v priestore tak, aby anténa smerovala na zvolenú prenosovú stanicu na zemskom povrchu. [[Telemetria|Telemetriu]] zaisťuje komunikačná sieť [[Deep Space Network]] a prebieha v&nbsp;presne stanovených jednohodinových časových „oknách“ každých 12 až 24&nbsp;hodín.
 
Nové operačné úlohy pre Spitzera sú obvykle posielané v&nbsp;týždenných blokoch, ale v&nbsp;prípade potreby je umožnená aj&nbsp;častejšia komunikácia.<ref name="store" /> Priemerná prenosová rýchlosť je 80&nbsp;[[Bit|kb]]/s. Vďaka kapacite pamäte 8&nbsp;Gb je možné uložiť údaje aj&nbsp;za celý pozorovací deň pre prípad, že by došlosa k&nbsp;premeškaniupremeškalo prenosovéhoprenosové oknaokno, s&nbsp;možnosťou stiahnutia v&nbsp;okne nasledujúcom. Odhaduje sa, že tento systém umožní teleskopu vykonávať až o&nbsp;100&nbsp;000 pozorovaní viac, ako keby sa využil klasický spôsob komunikácie.<ref name="store" />
 
=== Pointing Control System (PCS) ===
Pointing Control Sub-System (možno preložiť ako ''Zameriavací kontrolný Sub-systém'') je trojosí, celestiálne-inertný navigačný systém Spitzerovho vesmírneho teleskopu. Riadi sa podľa koordinačného systému [[J2000]] (palubný katalóg hviezd obsahuje 87&nbsp;000 hviezd do 9. [[magnitúda|magnitúdy]]),<ref name="pcs" />, ktorý je implementovaný ''Sledovačom hviezd''. Sledovač hviezd (SH) je určený na zameriavanie konkrétnych cieľov na oblohe s&nbsp;presnosťou ± 0,5&nbsp;uhlových minút. Zorné pole zameriavača má veľkosť 5°&nbsp;x&nbsp;5°, čo Spitzerovi umožňuje zamerania akéhokoľvek bodu na oblohe. Na&nbsp;polohovanie Spitzera SH obvykle využíva 40 hviezd naraz.<ref name="pcs" /> V&nbsp;čase, kedy je SH používaný na iný účel, zaisťujú správne polohovanie palubné gyroskopy.
PCS pozostáva z&nbsp;počítača vybaveného letovým softvérom, ktorý je nevyhnutný na precíznu navigáciu, stabilizáciu, natáčanie a sledovanie cieľov Spitzerovho vesmírneho ďalekohľadu. Ďalej umožňuje rýchle prenastavenie a preorientovanie vedeckých prístrojov na palube a zaisťuje riadenie drobných korekčných manévrov.<ref name="pcs" /> Vykonáva aj neustálu osovú kalibráciu ďalekohľadu, zaisťuje správnu orientáciu solárnych panelov a smerovanie vysokopríjmovej antény za účelom komunikácie s operačným strediskom.<ref name="pcs">{{Cite web
| title = Overview of the Spitzer Pointing Control System (PCS)
12 093

úprav

Navigačné menu