Научный институт космического телескопа
 | |
| Учредил | 1981 |
|---|---|
| Расположение | , , , Вошник |
| Координаты | 39 ° 19′58 ″ с.ш. 76 ° 37′24 ″ со / 39,33278 ° с.ш. 76,62333 ° С |
| Веб -сайт | STSCI |
Научный институт космического телескопа ( STSCI ) является Центром научных операций для космического телескопа Хаббла (HST), научно -миссионерского центра для космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) и Центра научных операций для Нэнси Грейс Римский космический телескоп . [ 1 ] STSCI был основан в 1981 году как научный центр на уровне общин, который работает для НАСА Ассоциацией университетов по исследованиям в области астрономии (AURA). [ 2 ] Офисы STSCI расположены в Университета Джона Хопкинса кампусе и в здании Ротонды в Балтиморе , штат Мэриленд . [ 3 ]
В дополнение к выполнению продолжающихся научных операций HST и подготовки к научному исследованию с JWST и Roman, STSCI управляет и управляет архивом Микульски для космических телескопов (MAST), который хранит данные из многочисленных активных и устаревших миссий, включая HST, JWST, Kepler , Тесс , Гайя и Пан-Старры . [ 4 ]
Большая часть финансирования мероприятий STSCI поступает из контрактов с Центром космических полетов НАСА , но существует небольшая деятельность, финансируемая исследовательским центром НАСА НАСА, Лабораторией реактивного движения и Европейским космическим агентством (ЕКА). [ Цитация необходима ]
Сотрудники STSCI состоит из ученых (в основном астрономов и астрофизиков), инженеров по космическим кораблям, инженеров -программистов, персонала управления данными, экспертов по образованию и общественным вопросам, а также административного и вспомогательного персонала бизнеса. Есть приблизительно 200 кандидатов наук. ученые, работающие в STSCI, [ 5 ] 15 из которых являются сотрудниками ESA, которые выполняют задание в проекте HST и JWST. [ 6 ] Всего сотрудников STSCI состоит из примерно 850 человек по состоянию на 2021 год. [ 7 ]
STSCI выполняет свои миссии от имени НАСА, всемирного астрономического сообщества и в пользу общественности. Научные операционные мероприятия непосредственно служат астрономическому сообществу, в первую очередь в форме HST и JWST (и в конечном итоге римских) и грантах, но также включают в себя распределение данных из других и наземных миссий по MAST. Занятия по разработке наземной системы создают и поддерживают программные системы, которые необходимы для предоставления этих услуг астрономическому сообществу. [ 8 ] Общественная деятельность STSCI предоставляет широкий спектр ресурсов для средств массовой информации, неформальных образовательных площадок, таких как планетарии и музеи науки, и широкая публика. [ 9 ] STSCI также служит источником руководства для НАСА по ряду проблем с оптической и ультрафиолетовой космической астрофизикой.
Сотрудники STSCI взаимодействуют и общаются с профессиональным астрономическим сообществом через ряд каналов, включая участие в двухгодичных встречах Американского астрономического общества , публикации регулярных информационных бюллетеней STSCI и веб-сайта STSCI, размещения пользовательских комитетов и научных рабочи Имея несколько научных и технических симпозий и семинаров каждый год. Эти действия позволяют STSCI распространять информацию в сообществе пользователей телескопа, а также позволяет сотрудникам STSCI максимизировать научную производительность объектов, которые они работают, отвечая на потребности сообщества и НАСА.
Деятельность STSCI
[ редактировать ]Примечание. Информация в этом разделе требует обновления. Для текущей деятельности обратитесь к официальному веб -сайту STSCI.
Выбор предложения по науке о телескопе
[ редактировать ]STSCI проводит все действия, необходимые для выбора, расписания и реализации научных программ космического телескопа Хаббла. Первым шагом в этом процессе является поддержка ежегодного отбора научных программ под руководством сообщества, которые будут выполняться с помощью HST. Это начинается с публикации ежегодного вызова предложений, в котором указываются в настоящее время поддерживаемые в настоящее время возможности научных инструментов, требования предложений и крайний срок подачи. Любой имеет право подать предложение. Все предложения критически рецензируются в комитете по распределению времени (TAC). TAC состоит из примерно 100 членов США и международного астрономического сообщества, отобранных для представления широкого спектра исследований, необходимых для оценки предложений. Каждый цикл предложений обычно включает в себя рассмотрение от 700 до 1100 предложений. Только 15 - 20% этих предложений в конечном итоге будут выбраны для реализации. TAC рассматривает несколько категорий времени наблюдения, а также предложения для архивных, теоретических и комбинированных исследовательских проектов между HST и другими космическими или наземными обсерваториями (например, Рентгеновская обсерватория Chandra и Национальные обсерватории оптических астрономии ). STSCI обеспечивает всю техническую и логистическую поддержку для этих действий. Ежегодный цикл вызовов предложений иногда изменялся в течение многих лет, когда была запланирована миссия HST обслуживания. [ 10 ] [ 11 ]
Предположения о том, что они достаточно удачливы, чтобы быть присужденным времени телескопа, называемого общими наблюдателями (GOS), должны предоставить подробные требования, необходимые для планирования и реализации своих программ наблюдения. Эта информация предоставляется STSCI о том, что называется предложением фазы II. В предложении фазы II указывается режимы работы прибора, время экспозиции, ориентации телескопа и так далее. [ 12 ] Сотрудники STSCI предоставляют веб-программное обеспечение, называемое калькуляторами времени воздействия (и т. Д.), Которые позволяют GOS оценить, сколько времени наблюдений за тем, как любые встроенные детекторы должны будут накапливать количество света, необходимого для достижения их научных целей. Кроме того, сотрудники STSCI выполняют все шаги, необходимые для реализации каждой конкретной программы, а также планируют весь ансамбль программ на год. Для HST это включает в себя поиск звездах руководства, проверку ограничений на яркие объекты, реализацию конкретных требований планирования и работу с наблюдателями для понимания и фактора в конкретных или любых нестандартных требованиях, которые они могут иметь. [ 13 ]
Планирование наблюдения
[ редактировать ]После того, как информация о фазе II собирается, разработан план наблюдения на большом расстоянии, который охватывает весь год, обнаруживая подходящее время для планирования отдельных наблюдений и в то же время обеспечивая эффективное и эффективное использование телескопа в течение года. Детальные графики наблюдения создаются каждую неделю, в том числе в случае операций HST, планирование путей связи данных через спутниковую систему отслеживания и ретрансляции данных ( TDRSS ) и генерируя бинарную командную нагрузку для восходящей линии связи в космический корабль. Корректировки могут быть внесены как в долгосрочные, так и еженедельные планы в ответ на цели возможности (например, для переходных событий, таких как сверхновые или координацию с уникальными событиями, такими как космический корабль Comet Impact). STSCI использует алгоритм min-conflicts для планирования времени наблюдения на телескопе. STSCI в настоящее время разрабатывает аналогичные процессы для JWST, хотя детали работы будут очень разными из-за его различных инструментов и ограничений космических аппаратов, а также его расположения на Земле Sun-Earth L2 Точка Лагранжа (~ 1,5 миллиона км от Земли), а не орбита с низкой землей (~ 565 км), используемая HST.
Летные операции
[ редактировать ]Летные операции состоит из прямой поддержки и мониторинга функций HST в режиме реального времени. Ежедневные полетные операции в реальном времени для HST включают около 4 командных восходящих линейных связей, около 10 понижающих ссылок на данные и почти непрерывный мониторинг охраны здоровья и безопасности обсерватории. Операции в реальном времени укомплектованы во время часов. Летные операции для HST выполняются в GSFC в НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд.
Обработка данных науки
[ редактировать ]Данные о науке от HST прибывают в STSCI через несколько часов после того, как они понизились от TDRSS и впоследствии проходят через объект захвата данных в центре космических полетов в Годдарде НАСА. Оказавшись в STSCI, данные обрабатываются серией компьютерных алгоритмов, которые преобразуют его формат в международно принятый стандарт (известный как подгонки : гибкая система транспортировки изображений ), правильная для пропущенных данных и выполнить окончательную калибровку данных, удалив инструментальные артефакты Полем Шаги калибровки различны для каждого инструмента HST, но, как правило, они включают в себя удаление космических лучей, коррекцию для прибора/детектора неравномерности, калибровки потока и применение информации о мировой координат (которая точно говорит пользователю, где на небе. детектор был указан). Применяемые калибровки являются наилучшими доступными в то время, когда данные проходят через трубопровод. STSCI работает с разработчиками приборов для определения аналогичных процессов для данных Kepler и JWST.
Архивирование и распространение научных данных
[ редактировать ]Все данные о науке HST постоянно архивируются после прохождения калибровочного трубопровода. Политика НАСА требует годового проприетарного периода по всем данным, что означает, что только начальная команда предложений может получить доступ к данным в течение первого года после их получения. После этого года данные становятся доступными для всех, кто хочет получить к ним доступ. Наборы данных, извлеченные из архива, автоматически переигрывают, чтобы гарантировать, что применяются наиболее современные калибровочные коэффициенты и программное обеспечение. STSCI служит архивным центром для всех миссий оптического/ультрафиолета НАСА. В дополнение к архивированию и хранению данных о науке HST, STSCI хранит данные из 13 других миссий, включая Международный ультрафиолетовый исследователь (IUE), экстремального ультрафиолетового исследователя (EUVE) Spectroscopic Exproscer , Galex Evolurer Evolution Evolution. ( ) Данные Kepler и JWST Science будут архивированы и извлечены в аналогичную моду. Интернет служит основным пользовательским интерфейсом для архивов данных в STSCI ( http://archive.stsci.edu ). Архив в настоящее время содержит более 30 терабайт данных. Каждый день около 11 гигабайт новых данных принимаются, и около 85 гигабайт данных распределяются среди пользователей. Архив Legacy Hubble (hla; http://hla.stsci.edu/ ), в настоящее время находится в разработке, будет действовать в качестве более интегрированного и удобного архива. Он предоставит необработанные данные Хаббла, а также научные продукты более высокого уровня (цветные изображения, мозаика и т. Д.).
Калибровка и характеристика научных инструментов
[ редактировать ]STSCI отвечает за калибровку научных инструментов на HST и JWST. Для HST план калибровки для обсерватории разрабатывается каждый год. Этот план предназначен для поддержки выбранных программ наблюдения GO для этого цикла, а также для обеспечения базовой калибровки, которая охватывает срок службы каждого инструмента. Калибровочная программа включает измерения, которые проводятся относительно встроенных источников калибровки или для оценки уровней шума внутреннего детектора, а также наблюдения за астрономическими стандартными звездами и полями, необходимыми для определения абсолютных конверсий потока и астрометрических преобразований. Внешние калибровки на HST обычно составляют 5-10% программы наблюдения GO, и требуется больше времени, когда инструмент все еще является относительно новым. HST имел в общей сложности 12 научных инструментов на сегодняшний день, 6 из которых в настоящее время активны. Два новых инструмента были установлены во время майской миссии HST Servicing Mission STS-125 . Электронные сбои в ИППП (в 2001 году) и в канале ACS с широким полем (в 2007 году) также были отремонтированы на орбите в мае 2009 года, вернув эти инструменты к активному статусу. Все 12 HST -инструменты плюс 4 запланированных для JWST приведены в таблице ниже. HST -инструменты могут обнаружить свет с длинными длин ультрафиолетовый через ближний инфракрасный . JWST Instruments будут работать от красной траектории оптических длин волн (~ 6000 ангстремов) до среднего инфракрасного (от 5 до 27 микрометров). Инструменты, перечисленные как выведенные из эксплуатации, больше не находятся на борту.
| Название инструмента (и аббревиатура) | Инструментальная функция | Статус инструмента | Телескоп |
|---|---|---|---|
| Высокоскоростный фотометр (HSP) | Быстрая фотометрия временной шкалы | Выводят из эксплуатации в 1993 году | HST |
| Широкая полевая и планетарная камера (WFPC) | УФ/оптическая визуализация | Выводят из эксплуатации в 1993 году | HST |
| Спектрограф слабых объектов (FOS) | УФ/оптическая спектроскопия | Выводят из эксплуатации в 1997 году | HST |
| Спектрограф с высоким разрешением Годдарда (GHRS) | УФ/оптическая спектроскопия | Выводят из эксплуатации в 1997 году | HST |
| Слабая объектная камера (FOC) | УФ/оптическая визуализация | Выводят из эксплуатации в 2002 году | HST |
| Широкая полевая и планетарная камера 2 (WFPC2) | УФ/оптическая визуализация | Выводят из эксплуатации в 2009 году | HST |
| Тонкий датчик наведения (FGS) | Точная астрометрия | Активный | HST |
| Спектрограф визуализации космического телескопа (ИППП) | УФ/оптическая спектроскопия | Активно (ремонтировано) | HST |
| Почти инфракрасная камера и многообъективный спектрометр (NICMOS) | NIR -визуализация и гризки спектроскопия | Активный | HST |
| Продвинутая камера для опросов (ACS) | УФ/оптическая визуализация и гризки спектроскопия | SBC и WFC (отремонтированный) активный; HRC неактивный [1] | HST |
| Спектрограф космического происхождения (cos) | УФ -спектроскопия | Активный | HST |
| Широкая полевая камера 3 (WFC3) | УФ/оптическая/ближняя ИК-визуализация и гризки спектроскопия | Активный | HST |
| Рядом с инфракрасной камерой (Nircam) | Оптическая/почти ИК-визуализация | Активная калибровка | JWST |
| Близкий инфракрасный спектрограф (NIRSPEC) | Спектроскопия почти IR | Активная калибровка | JWST |
| Мири (инструмент среднего инфракрасного инструмента) (MIRI) | Средний IR Imaging & Spectroscopy | Активная калибровка | JWST |
| Настраиваемая фильтровая обработка (FGS-TFI) | Рядом с серединой ИК Средне-диапазоны визуализации | Активная калибровка | JWST |
Сотрудники STSCI разрабатывают предложения калибровки, пастут их в процессе планирования и анализируют данные, которые они производят. Эти программы предоставляют обновленные калибровки и ссылки, которые будут использоваться в трубопроводе обработки данных. Калибровочные файлы также архивируются, чтобы пользователи могли их получить, если им нужно вручную перекалибровать свои данные. Вся калибровочная деятельность и результаты задокументированы, обычно в форме отчетов о инструментах, размещенных на публичном веб -сайте, и иногда в форме опубликованных работ. Результаты также включены в справочники данных и справочники приборов.
В дополнение к калибровке инструментов, персонал STSCI характеризует и документирует производительность инструмента, поэтому пользователи могут лучше понять, как интерпретировать свои данные. Как правило, это эффекты, которые не исправляются автоматически в трубопроводе (потому что они варьируются со временем или зависят от яркости источника). Они включают в себя глобальные эффекты, такие как эффективность передачи заряда в устройствах, связанных с зарядом , а также эффекты, специфичные для режимов и фильтров, такие как фильтр «призраки» (вызванные тонким рассеянием света в инструменте). Осведомленность об этих эффектах может быть получено от сотрудников STSCI, поскольку они анализируют калибровочные программы или от наблюдателей, которые находят странности в своих данных и обеспечивают обратную связь STSCI.
Сотрудники STSCI также выполняют характеристику и калибровку самого телескопа. В случае HST это развивалось в первую очередь вопросом мониторинга и корректировки фокуса, а также мониторинга и измерения функций распространения точек . (В начале 1990 -х годов STSCI отвечал за точное измерение сферической аберрации , необходимой для корректирующей оптики всех последующих инструментов). В случае JWST STSCI будет отвечать за использование системы датчиков волнового фронта , разработанной JPL и Northrop Grumman Space Technology (NGST, подрядчик НАСА, строящий обсерваторию) для мониторинга и регулировки сегментированного телескопа.
После наблюдения после наблюдения
[ редактировать ]Поддержка наблюдения после наблюдения включает в себя Helpdesk, с которой пользователи могут связаться, чтобы ответить на свои вопросы о любом аспекте наблюдения - от того, как представить предложение о том, как проанализировать данные.
Научные общественные работы
[ редактировать ]STSCI выполняет крупные научные программы HST от имени сообщества. Это программы с широкими научными приложениями. На сегодняшний день эти программы включают в себя глубокое поле Хаббла (HDF), Hubble Deep Field South (HDFS) и Ultra Deep Field (UDF). Необработанные и обработанные данные для этих наблюдений предоставляются астрономическому сообществу почти сразу. Эти продукты затем использовались многими астрономами в поисках своих собственных тем по исследованиям и мотивировали большую последующую работу (см., Например, http://www.stsci.edu/ftp/science/hdf/ Clearinghouse/clearinghouse.html и http://www.stsci.edu/hst/udf/index_html ).
Наземные системы
[ редактировать ]STSCI отвечает за разработку, улучшение и поддержание большинства наземных систем, используемых для выполнения наших научных операций Hubble, описанных выше. Эти системы первоначально (1980-е, начало 1990-х годов) были из нескольких источников, включая внутренние разработки STSCI и работу, выполненную в соответствии с контрактами НАСА с различными поставщиками. За эти системы была проделана значительная работа HST, даже когда они поддерживали ежедневные операции Hubble. Они были интегрированы в более эффективную и проще в эксплуатации сквозной системы. Они прошли через крупные технологические обновления (например, улучшенные операционные системы и компьютерное оборудование, носители с более высокой емкостью). Они также были изменены, чтобы поддержать последовательность инструментов, установленных в телескопе. В последние несколько лет они были модифицированы для поддержки WFC3 и COS, двух новых инструментов, которые будут установлены во время следующей миссии по обслуживанию HST, и для поддержки 2- гироскопа режима операций HST . STSCI также предоставляет подмножества наземных системных услуг для других астрономических миссий, включая Fuse, Kepler и JWST. Инженеры программного обеспечения STSCI поддерживают около 7 900 000 исходные строки кода .
Разработка миссии и поддержка операций
[ редактировать ]STSCI регулярно участвует с НАСА и инженерами и учеными отраслевой системы в разработке общей архитектуры миссии. Для HST это включает в себя помощь в определении и расстановке приоритетов деятельности по обслуживанию и разработке стратегии обслуживания. Для JWST это включает в себя участие в определении требований к науке высокого уровня и общей архитектуре миссии. В обоих случаях STSCI фокусируется на научных возможностях миссии, а также на требованиях к плавным и эффективным операциям обсерватории.
Научная исследовательская деятельность
[ редактировать ]STSCI управляет выбором программы стипендии Хаббла . С 1990 года стипендии Хаббла поддерживают выдающихся постдокторских ученых, чьи исследования в целом связаны с научной миссией космического телескопа Хаббла. В 2009 году он был в сочетании с стипендией Спитцера , который с 2002 года был связан с Spitzer . космическим телескопом и наукой [ 14 ] Теперь он поддерживает стипендиатов, которые проводят исследования, связанные со всеми миссиями в теме космического происхождения: Космический обсерватория Гершеля , Космический телескоп Хаббл (HST), космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), стратосферная обсерватория для инфракрасной астрономии (Sofia) и Spitzer Space Telescope Telescope Telescope Telescope Therlecope Therlecope Therlecope Therlecope Thercope Telescope Therecope Thercopepotope и Spitzer Space Telescope Therlecope Therlecope и Spitfer Полем [ 15 ] Исследование может быть теоретическим, наблюдательным или инструментальным. [ 15 ] Каждый год, с момента запуска HST в 1990 году, награждаются от 8 до 12 стипендий; С 2009 года он колеблется около 16. [ 14 ] STSCI также спонсирует летнюю студенческую программу стажировки, которая позволяет талантливым студентам студентов со всего мира работать с научным персоналом Института, предоставляя этим студентам практический опыт работы в современных астрономических исследованиях. Научный персонал STSCI, полный рабочий день, проводит оригинальные исследования, охватывающие широкий спектр астрофизики, включая исследования солнечной системы , экзопланеты обнаружение и характеристику , звездообразование , эволюцию галактики и физическую космологию . STSCI проводит ежегодный научный симпозиум, проводимый каждую весну, а также несколько небольших научных семинаров. Занятость активного научного персонала в STSCI помогает обеспечить, чтобы HST и в конечном итоге JWST работали с пиковыми возможностями.
Общественная информация
[ редактировать ]Офис общественного проживания STSCI (OPO) предоставляет широкий спектр продуктов и услуг, предназначенных для обмена и передачи науки и открытий HST, JWST, Roman и астрономии в целом с широкой публикой. Усилия OPO сосредоточены на удовлетворении потребностей средств массовой информации, неформального научного образования и широкой общественности.
OPO производит приблизительно 40 новых релизов прессы каждый год, показывающие открытия HST и результаты науки. Эти медиа -пакеты включают новости, изображения Хаббла, объяснительные произведения искусства, анимации и дополнительную информацию для использования с помощью печати, трансляции и онлайн -медиа. OPO также участвует в пресс-конференциях для особенно достойных новостей, и проводит семинары писателей научных писателей для углубленных сессий с учеными, работающими над современными проблемами астрофизических исследований.
В дополнение к выпускам новостей, OPO разрабатывает различные продукты, связанные с астрономией, и функции для использования широкими общественными и неформальными образовательными площадками, включая музеи, научные центры, планетарии и библиотеки. К ним относятся фоновые статьи, образы телескопов, иллюстрации, диаграммы, инфографика, видео, научные визуализации, виртуальную реальность и интерактивные средства. Большинство из этих ресурсов распространяются через веб -сайты, разработанные и управляемые STSCI, включая Hubblesite , WebBtLescope , ViewSpace и освещенную вселенную . Контент также распространяется через платформы социальных сетей, включая Facebook, Twitter, Instagram и YouTube.
OPO также проводит охват через живые мероприятия лично и в Интернете. К ним относятся обычная серия публичных лекций, а также посещаемость на различных местных и национальных мероприятиях STEM. OPO также оказывает поддержку неформальным учебным заведениям в виде печатных материалов, ресурсов программ/мероприятий и профессионального развития.
Производительные усилия OPO проводятся в партнерстве с офисами Хаббла, Уэбба и Римской миссии, а также с другими учреждениями во вселенной обучения НАСА .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «STSCI для разработки научных операций для нового панорамного космического телескопа» . Hubblesite.org . Архивировано с оригинала 2019-07-09 . Получено 2021-10-21 .
- ^ «Наша история» . Stsci.edu . Архивировано из оригинала 2023-10-11 . Получено 2021-10-21 .
- ^ «НАСА выбирает дом для космического телескопа следующего поколения» . Hubblesite.org . Архивировано из оригинала 2023-10-11 . Получено 2021-06-06 .
- ^ "Дом" . Мачта . Получено 2021-10-21 . [ Постоянная мертвая ссылка ]
- ^ "Персонал" . Архивировано из оригинала 2023-01-12 . Получено 2023-01-12 .
- ^ «Учреждения» . esahubble.org . Архивировано из оригинала 2022-05-02 . Получено 2021-06-06 .
- ^ Танец, Скотт (12 мая 2017 г.). «Ученые, готовые к« нервному центру »для операций космического телескопа Джеймса Уэбба в Балтиморском институте» . Baltimoresun.com . Архивировано из оригинала 2022-01-03 . Получено 2021-06-06 .
- ^ "Миссии" . Stsci.edu . Архивировано из оригинала 2022-02-01 . Получено 2021-06-09 .
- ^ «Общественная информация» . Stsci.edu . Архивировано из оригинала 2021-10-21 . Получено 2021-10-21 .
- ^ «НАСА - Программа наблюдения за космическим телескопом Хаббла Рэя Вилларда, Научный институт космического телескопа (STSCI)» . www.nasa.gov . Архивировано из оригинала 2021-04-17 . Получено 2021-06-09 .
- ^ «HST -цикл 29 категории предложений - документация пользователя HST» . hst-docs.stsci.edu . Архивировано из оригинала 2021-06-10 . Получено 2021-06-09 .
- ^ «Инструкции по предложению фазы HST - документация пользователя HST» . hst-docs.stsci.edu . Архивировано из оригинала 2021-06-10 . Получено 2021-06-09 .
- ^ «Как запланированы наблюдения Хаббла» . Пограничные поля . 2014-06-23. Архивировано из оригинала 2021-06-10 . Получено 2021-06-10 .
- ^ Jump up to: а беременный «Список всех стипендиатов Хаббла 1990-2016» . Архивировано из оригинала 20 февраля 2017 года . Получено 12 июня 2016 года .
- ^ Jump up to: а беременный «Стипендии Хаббла» . Архивировано из оригинала 21 декабря 2022 года . Получено 12 июня 2016 года .
