근적외선 카메라 및 다중 객체 분광계

Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer
1998년 NICMOS와 함께 찍은 천왕성계의 구름 띠, 고리, 달을 보여주는 가스 거대기업 천왕성.
1997년 NICMOS가 찍은 권총 별과 권총 성운
NICMOS 허블 울트라 필드. 계측기는 HUDF의 거의 적외선 뷰를 제공하여 해당 영역에 사용할 수 있는 데이터를 확장했다.

근적외선 카메라와 다목적 분광계(NICMOS)는 적외선 천문학과학 기구로, 허블우주망원경(HST)에 설치돼 1997년부터 1999년까지, 2002년부터 2008년까지 운영됐다. NICMOS에서 생성된 영상에는 광 스펙트럼의 근적외선 부분의 데이터가 포함되어 있다.

NICMOS 설계를 하고는 NICMOS 기구 정의 팀에 의해 집중된 스튜어드 천문대, 아리조나 대학, 미국에서 고안되었다 NICMOS 있는을 30분ㅡ0.8와 2.4미크론의 파장, 영상 및 슬릿 없는을 제공하는 적외선 빛을 관찰할 수 있게 영상기와 분광기 볼 항공 우주 &, 기술 공사에 의해 창립되었습니다. 사양대류 측량 능력 NICMOS에는 고해상도(약 0.1 아크초)의 광학 채널에 근적외선 검출기 3대, 코로나그래픽 및 극지방 영상, 11초, 19초, 52초 사각형 시야의 슬릿리스 분광기가 포함되어 있다. 각 광학 채널은 사파이어 기질에 연결된 256×256 픽셀의 수은 카드뮴 텔루라이드 적외선 검출기 어레이를 포함하며, 4개의 독립형 128×128 사분원에서 판독된다.[1]

NICMOS는 지난 2008년 마지막으로 작동했으며 2009년 설치 후 와이드필드 카메라 3의 적외선 채널로 대체됐다[clarification needed].[citation needed]

제한 사항

허블 망원경의 적외선 성능은 적외선 성능을 목표로 설계되지 않았기 때문에 한계가 있다. 예를 들어, 거울은 히터에 의해 안정적이고 상대적으로 높은 온도(15°C)로 유지된다.

HST는 따뜻한 망원경이다. NICMOS나 WFC3와 같은 냉각된 초점면 IR 기기에 의해 수집된 IR 백그라운드 플럭스는 12궁도의 산란보다는 망원경 열 방출에 의해 다소 짧은 파장에서 지배된다. NICMOS 데이터는 망원경 배경이 pointing1.6μm보다 긴 파장에서 12궁도 배경을 초과한다는 것을 보여주는데, 이는 하늘과 궤도에 있는 지구의 위치에 따른 정확한 값이다.[2]

그럼에도 불구하고, 허블의 거울과 NICMOS의 조합은 그 당시에 거의 적외선에 가까운 성능에서 이전에 볼 수 없었던 수준의 품질을 제공했다.[3] 적외선 우주관측소 같은 전용 적외선 망원경은 나름대로 지반침식이었지만 더 작은 1차 거울을 가지고 있었고, 냉각수가 떨어져 NICMOS 설치 당시에도 작동이 되지 않았다. NICMOS는 이후 2008년 오프라인 상태가 될 때까지 수년간 작동하도록 한 냉장고 같은 기계냉동기를 사용함으로써 이 문제를 극복했다.

NICMOS의 역사

NICMOS는 1997년 우주 망원경 이미징 스펙트로그래프와 함께 두 번째 서비스 임무(STS-82) 동안 허블에 설치돼 초기 두 개의 기구를 대체했다. NICMOS는 차례로 훨씬 더 넓은 시야(135x127 arcsec 또는 2.3x2.1 arc분)를 가진 와이드 필드 카메라 3으로 대체되었고 적외선까지 거의 도달한다.

NICMOS는 STS-82의 승무원에 의해 설치되었고, 1997년 우주왕복선 임무도 허블 우주망원경에 STIS 기구를 설치했다. 이 망원경의 스케일이 이 승무원 사진과 함께 보여진다.
NICMOS의 우주로의 이동은 1997년 1월 발사대로 향했다.
우주왕복선 로봇팔이 보유하고 있는 허블우주망원경
허블우주망원경을 이용한 우주왕복선 승무원 EVA

적외선 측정을 수행할 때는 기기 자체의 열 방출로 인한 적외선 간섭을 방지하기 위해 적외선 검출기를 냉각시킬 필요가 있다. NICMOS에는 검출기를 약 61K로 냉각시킨 극저온 디워고체 질소 얼음 덩어리가 있는 105K까지 광학 필터가 있다. 1997년 NICMOS가 설치되었을 때, 디워 플라스크에는 230파운드(104kg)의 질소 얼음 덩어리가 들어 있었다. 1997년 3월 4일 계기 시운전 중 발생한 열 단락으로 인해 1999년 1월 예상보다 빨리 질소 냉각수가 고갈되었다.

2002년(STS-109) 허블 서비스 미션 3B 중 극저온 순환기, 극저온 순환기, 외부 라디에이터로 구성된 대체 냉각 시스템이 허블에 설치돼 이제 극저온 네온 루프를 통해 NICMOS를 냉각했다.[4] NICMOS 냉각 시스템(NCS)[5]은 매우 빠른 일정에 따라 개발되었다(다른 허블 기기 하드웨어의 경우 14개월 대 10년). NICMOS는 SM 3B 이후 곧 다시 가동되었다.[6][7]

2008년 9월 새로운 소프트웨어 업로드는 NICMOS 냉각 시스템을 잠시 중단해야 했다. 극저온 순환기 문제 때문에 냉각 시스템 재시동 시도가 여러 번 실패했다. 기구의 일부가 따뜻해질 때까지 6주 이상 기다렸고, 네온 순환 루프에서 승화될 얼음 입자를 이론화한 후 냉각기는 다시 한번 재시동하지 못했다. 그 후 NASA는 변칙 검토 위원회(ARB)를 소집했다. ARB는 2008년 9월 재시동 시도 중에 얼음 또는 기타 고체 입자가 탈환기에서 순환기로 이동했으며 순환기가 손상될 수 있다고 결론 내리고 대체 기동 매개변수 집합을 결정했다. 2008년 12월 16일 13시 30분 EST에서 성공적으로 재시동이 이루어지면서 4일간의 냉각기 작동에 이어 또 다른 가동 중단이 발생했다.[8] 2009년 8월 1일 냉각기가 다시 가동되었다;[9] NICMOS는 2010년[10] 2월 중순에 작동을 재개할 것으로 예상되어 2009년 10월 22일까지 가동되었으며, 이때 허블의 데이터 처리 시스템이 잠기면서 망원경이 정지되었다. 이 작동 기간 동안 NICMOS로의 순환 유량이 크게 감소하여 순환 루프의 막힘이 확인되었다. 유량 감소로 계속 가동하면 NICMOS 과학에 한계가 있기 때문에 순환 시스템을 깨끗한 네온 가스로 퍼지하고 재충전하는 계획은 NASA에 의해 개발되었다. 순환 루프에는 온오비트 퍼지 채우기 작동을 위해 네온 탱크와 원격으로 작동하는 솔레노이드 밸브가 장착되어 있다. 2013년 현재 이러한 퍼지 채우기 작업은 아직 수행되지 않았다.[needs update]

2009년에 설치된 WFC3는 NICMOS를 부분적으로 대체하도록 설계되었다.[11]

2010년 6월 18일, NICMOS는 최신 제안서 Cycle 18에서 과학에 사용할 수 없을 것이라고 발표되었다. 2013년 현재, 퍼지 채우기 연산의 실시 여부와 향후 과학에 NICMOS를 이용할 수 있을지에 대한 결정은 내려지지 않았다.[needs update]

NICMOS는 Rockwell International Electro-Optical Center(현재의 DRS Technologies)에서 구축한 장치의 256×256-픽셀 이미징 센서의 이름이기도 하다.

과학적 결과

NICMOS는 근적외선 우주 천문학에서의 성능, 특히 먼지를 통해 물체를 보는 능력으로 주목받았다.[3] 설치 후 약 23개월 동안 사용되었으며, 극저온의 설정량에 의해 수명이 제한되었고, 이후 2002년 극저온 냉각기가 새로 설치되면서 몇 년 동안 사용하였다.[3] NICMOS는 적외선 성능에 가까운 성능을 큰 거울과 결합했다.[3]

NICMOS는 공간 분해능이 높은 적색변형 은하와 퀘이사에 대한 조사를 허용했는데, 특히 STIS와 같은 다른 기기와 함께 분석할 때 유용했고, 항성 모집단에 대한 심층 조사도 가능했다.[12] 행성 과학에서 NICMOS는 소행성 4 베스타의 남극에서 충돌 분지를 발견하는데 사용되었다.[13] (4 베스타는 이후 2010년대에 던(우주선)이 방문하여 궤도를 선회하여 더 면밀히 조사하였다.)[14]

2009년에 이전 NICMOS 이미지가 처리되어 별 HR 8799 주위에 예측된 외부 행성을 나타냈다.[15] 이 시스템은 지구에서 약 130광년 떨어져 있는 것으로 생각된다.[15]

2011년, 같은 별 주위에, 네 개의 외부 행성이 고급 데이터 처리를 사용하여 1998년에 찍은 NICMOS 이미지에서 볼 수 있도록 렌더링되었다.[15] 외행성은 원래 2007년에서 2010년 사이에 케크 망원경제미니 노스 망원경으로 발견되었다.[15] 이 이미지는 외계행성의 궤도를 더 자세히 분석할 수 있게 하는데, 그들이 숙주별 궤도를 도는 데 수십 년, 심지어 수백 년이 걸리기 때문이다.[15]

NICMOS는 항성 XO-2에서 엑소플라넷 XO-2b를 관측했으며, 2012년에 이 엑소플라넷에 대한 분광 결과를 얻었다.[16] 이것은 이 기구의 분광 능력을 사용하며, 행성 수송 중 천문 분광법에서 (지구 관점에서 항성 앞이 지나가는 외계행성)은 외계행성의 가능한 대기를 연구하는 방법이다.[16]

2014년에 연구원들은 새로운 이미지 처리 기술을 사용하여 오래된 NICMOS 데이터에서 행성 디스크를 복구했다.[17]

셔틀 미션

  • STS-82, (년:1997) 설치, NICMOS가 GHRS를 대체함
  • STS-109, (년:[4]2002) 신품 크라이쿨러 설치, 작동 복귀

참고 항목

참조

  1. ^ Skinner, Chris J.; Bergeron, Louis E.; Schultz, Alfred B.; MacKenty, John W.; et al. (1998). Fowler, Albert M (ed.). "On-orbit properties of the NICMOS detectors on HST" (PDF). Proc. SPIE. Infrared Astronomical Instrumentation. 3354: 2–13. Bibcode:1998SPIE.3354....2S. doi:10.1117/12.317208. S2CID 5778753.
  2. ^ Robberto, M.; Sivaramakrishnan, A.; Bacinski, J.J.; Calzetti, D.; et al. (2000). "The Performance of HST as an Infrared Telescope" (PDF). Proc. SPIE. UV, Optical, and IR Space Telescopes and Instruments. 4013: 386–393. Bibcode:2000SPIE.4013..386R. doi:10.1117/12.394037. S2CID 14992130.
  3. ^ a b c d "Spaceflight Now Breaking News Hubble's infrared camera brought back to life".
  4. ^ a b "0302432 - Repaired and Reconfigured Hubble Space Telescope Berthed in Columbia's Cargo Bay". Archived from the original on 2016-11-27.
  5. ^ " The NICMOS Cooling System ". asd.gsfc.nasa.gov. Retrieved 2020-06-10.
  6. ^ Jedrich, Nicholas M.; Gregory, Teri; Zimbelman, Darrell F.; Cheng, Edward S.; et al. (2003). Mather, John C (ed.). "Cryogenic cooling system for restoring IR science on the Hubble Space Telescope". Proc. SPIE. IR Space Telescopes and Instruments. 4850: 1058–1069. Bibcode:2003SPIE.4850.1058J. CiteSeerX 10.1.1.162.1601. doi:10.1117/12.461805. S2CID 108566881.
  7. ^ Swift, Walter L.; McCormack, John A.; Zagarola, Mark V.; Dolan, Francis X.; et al. (2005). "The NICMOS Turbo-Brayton Cryocooler — Two Years in Orbit". Cryocoolers 13. Springer US. pp. 633–639. doi:10.1007/0-387-27533-9. ISBN 978-0-387-23901-9.
  8. ^ "NICMOS/NCS Status". Space Telescope Science Institute. January 23, 2009.
  9. ^ "Hubble Space Telescope Status Report". NASA. August 5, 2009.
  10. ^ "NICMOS Late Breaking News Page". NASA. December 16, 2009. Archived from the original on August 5, 2012.
  11. ^ MacKenty, J.W.; Kimble, R.A. (January 2003). "Status of the HST Wide Field Camera 3" (PDF). American Astronomical Society poster session: 1. {{cite journal}}: Cite 저널은 필요로 한다. journal= (도움말)
  12. ^ [1]
  13. ^ Edward C. Blair (2002). Asteroids: Overview, Abstracts, and Bibliography. Nova Publishers. p. 115. ISBN 978-1-59033-482-9.
  14. ^ "4 Vesta". NASA Solar System Exploration. December 19, 2019. Retrieved 2020-09-07.
  15. ^ a b c d e NASA - 천문학자들이 10년 전 허블 데이터에서 난해한 행성을 발견하다 - 10.06.11
  16. ^ a b [2]
  17. ^ "Astronomical Forensics Uncover Planetary Disks in NASA's Hubble Archive". 2014-04-24.

외부 링크