Датчик точного наведения, формирователь изображения в ближнем инфракрасном диапазоне и безщелевой спектрограф

Инфографика инструментов JWST и их диапазонов наблюдения света по длинам волн

Датчик точного наведения, формирователь изображения в ближнем инфракрасном диапазоне и безщелевой спектрограф (FGS-NIRISS) — это инструмент на космическом телескопе Джеймса Уэбба (JWST), который сочетает в себе датчик точного наведения и научный инструмент, формирователь изображения в ближнем инфракрасном диапазоне и спектрограф. ^[1] FGS/NIRISS был разработан Канадским космическим агентством (CSA) и построен компанией Honeywell. ^[2] в рамках международного проекта по созданию большого инфракрасного космического телескопа совместно с Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) и Европейским космическим агентством (ЕКА). ^[1] FGS-NIRISS наблюдает свет с длиной волны от 0,8 до 5,0 микрон . ^[1] Прибор имеет четыре различных режима наблюдения. ^[3]

Физически FGS и NIRISS объединены, но оптически они разделены: FGS используется телескопом для наведения, тогда как NIRISS является независимым научным инструментом. ^[3]^[4] Спектроскопический режим способен выполнять спектроскопию экзопланет . ^[5] Детектор NIRISS представляет собой матрицу из теллурида ртути-кадмия (HgCdTe) размером 2048 × 2048 пикселей, где каждый пиксель имеет длину стороны 18 микрон согласно STSCi. ^[6] Поле зрения составляет 2,2 × 2,2 дюйма, что дает масштаб пластины около 0,065 угловых секунд на пиксель. ^[6]

FGS поможет телескопу нацелиться и оставаться направленным на все, на что ему приказано смотреть. ^[7] FGS помогает предоставлять данные в систему контроля ориентации (ACS) JWST, и для этого она имеет большой охват неба и чувствительность, что обеспечивает высокую вероятность обнаружения опорной звезды . ^[8]

НИРИСС предназначен для выполнения: ^[9]^[10]

Визуализация в ближнем инфракрасном диапазоне
Широкопольная бесщелевая спектроскопия
Бесщелевая спектроскопия одиночного объекта
Интерферометрия с маскировкой апертуры

В режиме интерферометрии с маскированием апертуры используется маскирующий диск с семью отверстиями, который должен позволять обнаруживать экзопланеты в определенных диапазонах света и типах звезд. ^[9]

Инженерно-испытательный блок FGS был доставлен НАСА в 2010 году. ^[11] Летные части планировалось доставить позже после ETU, что позволило провести испытания с другим оборудованием JWST. ^[11] Летные блоки FGS/NIRISS были доставлены НАСА в августе 2012 года. ^[12]

Ввод в эксплуатацию завершен в следующие сроки:

Бесщелевая спектроскопия одиночного объекта, 22.06.2022
Широкопольная бесщелевая спектроскопия, 14.06.2022
Апертурно-маскирующая интерферометрия, 14.06.2022
Визуализация (только параллельно), 08.06.2022

ФГС

Функциональность FGS поддерживает наведение JWST на нужные цели. FGS предназначен для поиска заранее выбранных опорных звезд, что позволяет телескопу оставаться точно направленным на желаемую цель. ^[13] Фактическое наведение телескопа осуществляется другими сегментами, особенно системами шины космического корабля и зеркалом точного наведения в элементе оптического телескопа .

Настраиваемый фильтр (отменен)

Ранее CSA работала над настраиваемым фильтром изображений. ^[14] Это устройство было предназначено для выбора узкой полосы фильтра (в отличие от фиксированной полосы фильтра). ^[14] TFI был отменен в 2011 году, и работа была передана NIRISS. ^[15] TFI будет иметь выбираемую полосу фильтра от 1,5 до 5 мкм. ^[16]

В июле 2011 года Канадское космическое агентство неохотно прекратило работу над устройством формирования изображения с настраиваемым фильтром (TFI), когда стало ясно, что проблемы, связанные с криогенной работой его эталона Фабри-Перо, вряд ли будут решены вовремя, чтобы уложиться в график поставки инструмента. .
— ГНЦИ ^[15]

Экспериментальная версия TFI была протестирована в Онтарио, Канада, в 2010 году. ^[15] Главной проблемой было время, необходимое для решения проблем с криогенной работой к запуску JWST. ^[15] TFI был переконфигурирован, чтобы стать основой для инструмента NIRISS, который планируется запустить на космическом телескопе. ^[15]

Маркированные диаграммы

Маркированные диаграммы
НИРИСС
ФГС/НИРИСС
ФГС/НИРИСС

Создать команду

Сопутствующие учреждения и научная группа, работающая над инструментом, включают: ^[7]

Канада считает, что работа над FUSE ( спектроскопическим исследованием дальнего ультрафиолета ) помогла им подготовиться к созданию JWST FGS. ^[7]

Бегонья Вила является ведущим системным инженером проекта с 2013 года. ^[17]

См. также

Датчик точного наведения
Инфракрасная матричная камера (камера Spitzer ближнего и среднего инфракрасного диапазона)
Интегрированный модуль научных инструментов (вмещает инструменты JWST)
Хронология космического телескопа Джеймса Уэбба
MIRI (прибор среднего инфракрасного диапазона) (камера/спектрограф JWST 5–28 микрон)
Элемент оптического телескопа (главное зеркало, оптика JWST и т. д.)
Бесщелевая спектроскопия

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с «Космический телескоп Джеймса Уэбба» . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства . Архивировано из оригинала 14 декабря 2021 года . Проверено 27 ноября 2016 г.
^ «Роль Канады в Уэббе» . Канадское космическое агентство . 18 февраля 2011 г. Архивировано из оригинала 16 января 2024 г. Проверено 7 марта 2022 г.
^ Jump up to: ^а ^б Дойон, Рене; Хатчингс, Джон Б.; Болье, Матильда; Альберт, Лоик; Лафреньер, Давид; Уиллотт, Крис; Туари, Дрисс; Роулендс, Нил; Машкевич, Михаил; Фуллертон, Алекс В.; Волк, Кевин; Мартель, Андре Р.; Шайер, Пьер; Шиварамакришнан, Ананд; Авраам, Роберто; Феррарезе, Лаура; Джаявардхана, Рэй; Джонстон, Дуг; Мейер, Майкл; Пайфер, Джудит Л.; Савицкий, Марцин (22 августа 2012 г.). Клэмпин, Марк С; Фацио, Джованни Дж; МакИвен, Ховард А; Ошманн, Якобус М. (ред.). Датчик точного наведения JWST (FGS) и формирователь изображения в ближнем инфракрасном диапазоне и безщелевой спектрограф (NIRISS) . Космические телескопы и приборы 2012: оптические, инфракрасные и миллиметровые волны. Том. 8442. ШПИОН. стр. 84422Р. Бибкод : 2012SPIE.8442E..2RD . дои : 10.1117/12.926578 . S2CID 120702854 .
^ «Инструменты Уэбба» .
^ «Наука и технологии ЕКА: набор инструментов JWST» . sci.esa.int . ЕКА . Архивировано из оригинала 27 декабря 2023 года . Проверено 27 ноября 2016 г.
^ Jump up to: ^а ^б «НИРИСС: формирователь изображения ближнего инфракрасного диапазона и безщелевой спектрограф» . stsci.edu. Архивировано из оригинала 3 февраля 2014 года . Проверено 27 ноября 2016 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с «Вклад Канады в космический телескоп Джеймса Уэбба - Канадское космическое агентство» . asc-csa.gc.ca. Архивировано из оригинала 27 ноября 2016 г. Проверено 27 ноября 2016 г.
^ «ФГС – Датчик точного наведения» . stsci.edu . Научный институт космического телескопа . Архивировано из оригинала 11 декабря 2016 года . Проверено 27 ноября 2016 г.
^ Jump up to: ^а ^б «Сканер JWST для ближнего инфракрасного диапазона и безщелевой спектрограф — Пользовательская документация JWST» . jwst-docs.stsci.edu . Проверено 14 марта 2022 г.
^ «Карманный справочник JWST, январь 2022 г.» (PDF) . stsci.edu . Научный институт космического телескопа . Архивировано (PDF) из оригинала 10 июня 2023 года . Проверено 14 марта 2022 г.
^ Jump up to: ^а ^б Чендлер, Линн; Чиконе, Рут Энн (8 сентября 2010 г.). «НАСА Годдард получает путеводный свет телескопа Уэбба из Канады» (пресс-релиз). НАСА и ККА . Годдард 10-077. Архивировано из оригинала 22 декабря 2010 года.
^ Гутро, Роб (13 августа 2012 г.). «Доставлен второй полетный прибор для космического телескопа Джеймса Уэбба» . www.nasa.gov . НАСА . Архивировано из оригинала 15 августа 2012 года.
^ «Датчик точного наведения JWST — Пользовательская документация JWST» . jwst-docs.stsci.edu . Научный институт космического телескопа . Архивировано из оригинала 29 сентября 2023 года . Проверено 14 марта 2022 г.
^ Jump up to: ^а ^б Сабельхаус, Филипп А. (1 июня 2004 г.). Обзор проекта космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) . ШПИОН. НАСА . ШПИЕ-5487-21. Архивировано из оригинала 24 января 2024 г. – на сайте ntrs.nasa.gov.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и «Имиджайзер с настраиваемым фильтром (TFI)» . Научный институт космического телескопа . Архивировано из оригинала 4 июня 2010 года.
^ Дойон, Р.; Хатчингс, Дж.; Роулендс, Н.; Эванс, CE; Гринберг, Э.; Хейли, К.; Скотт, AD; Туари, Д.; Болье, М.; Лафреньер, Д.; Авраам, Р.; Бартон, Э.; Чайер, П.; Феррарезе, Л.; Фуллертон, штат Аризона; Джаявардхана, Р.; Джонстон, Д.; Мартель, А.; Мейер, AWMR; Пайфер, Дж.; Саад, К.; Савицкий, М.; Шиварамакришнан, А.; Волк, К. (16 июля 2010 г.). «Имиджайзер с настраиваемым фильтром JWST (TFI)» . В Ошманне-младшем, Якобусе М.; Клэмпин, Марк С; МакИвен, Ховард А. (ред.). Космические телескопы и приборы 2010: оптические, инфракрасные и миллиметровые волны . Том. 7731. стр. 77310F. дои : 10.1117/12.857382 . S2CID 122033089 . Проверено 14 марта 2022 г.
^ Сакристан, Энрике (22 августа 2016 г.). «НАСА награждает галицкого астрофизика за работу над крупнейшим космическим телескопом » . El Confidencial (на испанском языке). Архивировано из оригинала 19 апреля 2023 года . Проверено 31 мая 2019 г.

Внешние ссылки

[nasaghsjwst-1] Jump up to: ^а ^б ^с «Космический телескоп Джеймса Уэбба» . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства . Архивировано из оригинала 14 декабря 2021 года . Проверено 27 ноября 2016 г.

[2] «Роль Канады в Уэббе» . Канадское космическое агентство . 18 февраля 2011 г. Архивировано из оригинала 16 января 2024 г. Проверено 7 марта 2022 г.

[spie.org-3] Jump up to: ^а ^б Дойон, Рене; Хатчингс, Джон Б.; Болье, Матильда; Альберт, Лоик; Лафреньер, Давид; Уиллотт, Крис; Туари, Дрисс; Роулендс, Нил; Машкевич, Михаил; Фуллертон, Алекс В.; Волк, Кевин; Мартель, Андре Р.; Шайер, Пьер; Шиварамакришнан, Ананд; Авраам, Роберто; Феррарезе, Лаура; Джаявардхана, Рэй; Джонстон, Дуг; Мейер, Майкл; Пайфер, Джудит Л.; Савицкий, Марцин (22 августа 2012 г.). Клэмпин, Марк С; Фацио, Джованни Дж; МакИвен, Ховард А; Ошманн, Якобус М. (ред.). Датчик точного наведения JWST (FGS) и формирователь изображения в ближнем инфракрасном диапазоне и безщелевой спектрограф (NIRISS) . Космические телескопы и приборы 2012: оптические, инфракрасные и миллиметровые волны. Том. 8442. ШПИОН. стр. 84422Р. Бибкод : 2012SPIE.8442E..2RD . дои : 10.1117/12.926578 . S2CID 120702854 .

[4] «Инструменты Уэбба» .

[esa-5] «Наука и технологии ЕКА: набор инструментов JWST» . sci.esa.int . ЕКА . Архивировано из оригинала 27 декабря 2023 года . Проверено 27 ноября 2016 г.

[stsci.edu-6] Jump up to: ^а ^б «НИРИСС: формирователь изображения ближнего инфракрасного диапазона и безщелевой спектрограф» . stsci.edu. Архивировано из оригинала 3 февраля 2014 года . Проверено 27 ноября 2016 г.

[asc-csa.gc.ca-7] Jump up to: ^а ^б ^с «Вклад Канады в космический телескоп Джеймса Уэбба - Канадское космическое агентство» . asc-csa.gc.ca. Архивировано из оригинала 27 ноября 2016 г. Проверено 27 ноября 2016 г.

[stsci-8] «ФГС – Датчик точного наведения» . stsci.edu . Научный институт космического телескопа . Архивировано из оригинала 11 декабря 2016 года . Проверено 27 ноября 2016 г.

[jwst.stsci.edu-9] Jump up to: ^а ^б «Сканер JWST для ближнего инфракрасного диапазона и безщелевой спектрограф — Пользовательская документация JWST» . jwst-docs.stsci.edu . Проверено 14 марта 2022 г.

[10] «Карманный справочник JWST, январь 2022 г.» (PDF) . stsci.edu . Научный институт космического телескопа . Архивировано (PDF) из оригинала 10 июня 2023 года . Проверено 14 марта 2022 г.

[nasa.gov-11] Jump up to: ^а ^б Чендлер, Линн; Чиконе, Рут Энн (8 сентября 2010 г.). «НАСА Годдард получает путеводный свет телескопа Уэбба из Канады» (пресс-релиз). НАСА и ККА . Годдард 10-077. Архивировано из оригинала 22 декабря 2010 года.

[12] Гутро, Роб (13 августа 2012 г.). «Доставлен второй полетный прибор для космического телескопа Джеймса Уэбба» . www.nasa.gov . НАСА . Архивировано из оригинала 15 августа 2012 года.

[13] «Датчик точного наведения JWST — Пользовательская документация JWST» . jwst-docs.stsci.edu . Научный институт космического телескопа . Архивировано из оригинала 29 сентября 2023 года . Проверено 14 марта 2022 г.

[ntrs.nasa.gov-14] Jump up to: ^а ^б Сабельхаус, Филипп А. (1 июня 2004 г.). Обзор проекта космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) . ШПИОН. НАСА . ШПИЕ-5487-21. Архивировано из оригинала 24 января 2024 г. – на сайте ntrs.nasa.gov.

[ReferenceB-15] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и «Имиджайзер с настраиваемым фильтром (TFI)» . Научный институт космического телескопа . Архивировано из оригинала 4 июня 2010 года.

[16] Дойон, Р.; Хатчингс, Дж.; Роулендс, Н.; Эванс, CE; Гринберг, Э.; Хейли, К.; Скотт, AD; Туари, Д.; Болье, М.; Лафреньер, Д.; Авраам, Р.; Бартон, Э.; Чайер, П.; Феррарезе, Л.; Фуллертон, штат Аризона; Джаявардхана, Р.; Джонстон, Д.; Мартель, А.; Мейер, AWMR; Пайфер, Дж.; Саад, К.; Савицкий, М.; Шиварамакришнан, А.; Волк, К. (16 июля 2010 г.). «Имиджайзер с настраиваемым фильтром JWST (TFI)» . В Ошманне-младшем, Якобусе М.; Клэмпин, Марк С; МакИвен, Ховард А. (ред.). Космические телескопы и приборы 2010: оптические, инфракрасные и миллиметровые волны . Том. 7731. стр. 77310F. дои : 10.1117/12.857382 . S2CID 122033089 . Проверено 14 марта 2022 г.

[17] Сакристан, Энрике (22 августа 2016 г.). «НАСА награждает галицкого астрофизика за работу над крупнейшим космическим телескопом » . El Confidencial (на испанском языке). Архивировано из оригинала 19 апреля 2023 года . Проверено 31 мая 2019 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

v т и Космический телескоп Джеймса Уэбба
Хронология JWST
Инструменты и датчики	Датчик точного наведения, формирователь изображения в ближнем инфракрасном диапазоне и безщелевой спектрограф Средний инфракрасный инструмент Камера ближнего инфракрасного диапазона Спектрограф ближнего инфракрасного диапазона
Элементы	Интегрированный модуль научных инструментов Элемент оптического телескопа (зеркала) Автобус космического корабля Солнцезащитный козырек
Этапы	Запуск и ввод в эксплуатацию (2021-2022 гг.) Рейс Ариан VA256
Изображения	Первое глубокое поле Уэбба (2022)
Открытия	CEERS-93316 (2022 г.) СТЕКЛО-z12 (2022) ДЖЕЙДС-GS-z13-0 (2022) ЛХС 475 б (2023 г.) АзТЭК71 (2023)
Учреждения	НАСА Центр космических полетов Годдарда Научный институт космического телескопа Европейское космическое агентство Канадское космическое агентство
Связанный	SpaceWire ОТЕ Следопыт Джеймс Э. Уэбб (тезка) Список глубоких полей
Категория