Anar al contingut

Telescopi espacial Spitzer

De L'Enciclopèdia, la wikipedia en valencià
Telescopi espacial Spitzer

El telescopi espacial Spitzer (SST per les seues sigles en anglés), conegut inicialment com a Instalació de Telescopi Infrarrojo Espacial o SIRTF de les seues sigles en anglés, fon un observatori espacial infrarrojo, el quarto i últim dels Grans Observatoris de la NASA. Atres telescopis espacials en el infrarrojo que han precedit al Spitzer varen ser els telescopis IRES i ISO.

Va ser llançat el 25 d'agost de 2003 des del Centre Espacial Kennedy usant com a vehícul un Delta II. Va mantindre una òrbita heliocéntrica similar a la de la Terra, pero que ho allunta del nostre planeta a raó d'uns 15 millons de quilómetros per any. Spitzer va equipat en un telescopi reflector de 85 cm de diàmetro. La vida útil del telescopi Spitzer ve llimitada, com en atres telescopis infrarrojos espacials, per la taxa d'evaporament de l'heli líquit que s'utilisa com refrigerante. Inicialment, s'esperava que l'heli durara un mínim de 2.5 anys i un màxim de 5. L'heli líquit es va agotar el 15 de maig de 2009, lo que supon una duració de més de 5.5 anys.

Despuix de 16 anys d'activitat, el telescopi Spitzer va ser desactivat i retirat el 30 de giner de 2020.[1]

El cost total de la missió s'ha estimat en 670 millons de dólars. Entre els reptes tecnològics d'esta missió es trobava la realisació de l'espill principal de berili.

Mantenint la tradició de la NASA, el telescopi va ser renombrado despuix de la seua demostració d'operació exitosa, en 18 de decembre de 2003. A diferència de la majoria dels telescopis, que són nomenats per un panel de científics, el nom d'est va ser obtingut d'un concurs obert sol a chiquets. El nom final prové del doctor Lyman Spitzer, Jr., considerat un dels científics més influents de el XX i un dels primers impulsors de l'idea de telescopis espacials proponent esta possibilitat en els anys quaranta.

En el Spitzer es vol estudiar objectes frets que van des del sistema solar exterior fins als confines de l'univers. Este telescopi constituïx l'últim element del programa de Grans Observatoris de la NASA, i un dels principals elements del Programa de Busca Astronòmica dels Orígens (Astronomical Search for Origins Program). El telescopi conté tres instruments capaços d'obtindre imàgens, realisar fotometria en l'interval de 3 a 180 micras i obtindre espectres de gran resolució en l'interval de 5 a 100 micras.

Història

[editar | editar còdic]

A principis de la década de 1970, els astrònoms varen començar a considerar la possibilitat de colocar un telescopi infrarrojo per damunt dels efectes de oscurecimiento de l'atmòsfera terrestre. En 1979, un informe del Consell Nacional d'Investigació de l'Acadèmia Nacional de Ciències, titulat A Strategy for Space Astronomy and Astrophysics for the 1980s, va identificar un Shuttle Infrared Telescope Facility (SIRTF)[2] com «una de les dos principals instalacions d'astrofísica [que es desenrollaran] per a Spacelab», una plataforma transportada per un transbordador. Anticipant els principals resultats d'un pròxim satèlit Explorer i de la missió del transbordador, l'informe també va favorir el «estudi i desenroll de... vols espacials de llarga duració de telescopis infrarrojos gelats a temperatures criogèniques».[3]

El llançament en giner de 1983 del Satèlit Astronòmic Infrarrojo, desenrollat conjuntament pels Estats Units, els Països Baixos i el Regne Unit, per a realisar el primer estudi infrarrojo del cel, va obrir la gana dels científics de tot lo món per a missions espacials de seguiment aprofitant les ràpides millores en la tecnologia de detecció de infrarrojos.

Les observacions infrarrojas anteriors havien segut realisades tant per observatoris basats en l'espai com en terra. Els observatoris terrestres tenen l'inconvenient de que en llongitut d'ona o freqüències infrarrojas, tant l'atmòsfera de la Terra com el propi telescopi irradian (lluïxen) intensament. Ademés, l'atmòsfera és opaca en la majoria de les llongituts d'ona infrarrojas. Açò requerix llarcs temps d'exposició i disminuïx en gran medida la capacitat de detectar objectes dèbils. Podria comparar-se en tractar d'observar les estreles en l'òptic al migdia des d'un telescopi construït en peres. Els observatoris espacials anteriors (com IRES, el Satèlit Astronòmic Infrarrojo i l'ISO, l'Observatori Espacial Infrarrojo) es varen llançar durant les décades de 1980 i 1990 i des de llavors s'han conseguit grans alvanços en la tecnologia astronòmica.



La majoria dels primers conceptes contemplaven vols repetits a bordo del transbordador espacial de la NASA. Este enfocament es va desenrollar en una era en la que s'esperava que el programa del Transbordador admetera vols semanals de fins a 30 dies de duració. Una proposta de la NASA de maig de 1983 va descriure a SIRTF com una missió adjunta a un transbordador, en una càrrega útil d'instruments científics en evolució. Es varen anticipar varis vols en una provable transició a un modo d'operació més estés, possiblement en associació en una futura plataforma espacial o estació espacial. SIRTF seria una instalació multiusuario de classe d'un metro, gelada criogénicamente, que constaria d'un telescopi i instruments de pla focal associats. Es llançaria en el transbordador espacial i permaneixeria conectat al transbordador com a càrrega útil del laboratori espacial durant les observacions astronòmiques, despuix de la qual cosa seria tornat a la Terra per a la seua renovació abans de tornar a volar. S'esperava que el primer vol es realisara al voltant de 1990 i que els vols següents començaren aproximadament un any despuix. No obstant, el vol Spacelab-2 a bordo del STS-51-F va mostrar que l'entorn del transbordador no era adequat per a un telescopi infrarrojo a bordo per la contaminació del buit relativament «brut» associat en els orbitadores. En setembre de 1983, la NASA estava considerant la «possibilitat d'una missió SIRTF [de vol lliure] de llarga duració».[4][5]

Spitzer és l'únic dels Grans Observatoris no llançat pel Transbordador espacial, com es pretenia originalment. No obstant, despuix del desastre del Challenger de 1986, l'etapa superior del Shuttle-Centaur, que hauria segut necessària per a colocar-ho en la seua òrbita final, va ser abandonada. La missió es va sometre a una série de rediseños durant la década de 1990, principalment per consideracions presupostàries. Açò va resultar en una missió molt més modesta pero encara totalment capaç que podria usar el vehícul de llançament desechable Delta II més menut.[6]


Un dels alvanços més importants d'est redisseny va ser l'us d'una òrbita terrestre atrassera.[7] Els satèlits criogènics que requerixen temperatures d'heli líquit (LHe, T ≈ 4 K) en una òrbita propenca a la Terra solen estar exposts a una gran càrrega de calor de la Terra i, en conseqüència, requerixen grans cantitats de refrigerante LHe, que després tendix a dominar la massa de càrrega útil total i llimita la vida de la missió. Colocar el satèlit en òrbita solar llunt de la Terra va permetre un refredat passiu innovador. L'escut solar va protegir al restant de la nau espacial de la calor del Sol, el costat més alluntat de la nau espacial es va pintar de negre per a millorar la radiació passiva de calor i el bus de la nau espacial es va aïllar tèrmicament del telescopi. Totes estes opcions de disseny es varen combinar per a reduir dràsticament la massa total d'heli necessària, lo que va resultar en una càrrega útil més chicoteta i llaugera en general, lo que va resultar en un gran aforro de costs, pero en un espill del mateix diàmetro que el dissenyat originalment. Esta òrbita també va simplificar l'orientació del telescopi, pero va requerir la ret d'espai profunt de la NASA per a les comunicacions.

El paquet d'instruments principal (telescopi i cambra criogènica) va ser desenrollat per Ball Aerospace & Technologies, en Boulder, Colorat. Els instruments individuals varen ser desenrollats conjuntament per institucions industrials, acadèmiques i governamentals, sent els directors Cornell, l'Universitat d'Arizona, l'Observatori Astrofísic Smithsoniano, Ball Aerospace, i Centre de vol espacial Goddard. Els detectors infrarrojos de llongitut d'ona més curta varen ser desenrollats per Raytheon en Goleta, Califòrnia. Raytheon va usar antimoniuro d'indi i un detector de silici dopat en la creació dels detectors infrarrojos. Estos detectors són cent voltes més sensibles que els que estaven disponibles al començ del proyecte durant la década de 1980.[8] Els detectors de infrarrojo lluntà (70-160 μm) varen ser desenrollats conjuntament per l'Universitat d'Arizona i el Laboratori Nacional Lawrence Berkeley (Lawrence Berkeley National Laboratory) utilisant gali dopat en germani. La nau espacial va ser construïda per Lockheed Martin. La missió va ser operada i administrada pel Laboratori de Propulsió a Chorrada i el Spitzer Science Center,[9] ubicat en el campus de Caltech en Pasadena, Califòrnia.

Missió càlida i fi de missió

[editar | editar còdic]

Spitzer es va quedar sense refrigerante d'heli líquit el 15 de maig de 2009, lo que va detindre les observacions de infrarrojo lluntà. Solament l'instrument IRAC va permanéixer en us, i solament en les dos bandes de llongitut d'ona més curtes (3.6 μm i 4.5 μm). La temperatura d'equilibri del telescopi estava llavors al voltant de 30 K (−243 °C), i IRAC va continuar produint imàgens valioses en eixes llongituts d'ona com la «Missió Càlida Spitzer».[10]


Al final de la missió, 2016, la distància de Spitzer a la Terra i la forma de la seua òrbita varen significar que la nau espacial va tindre que inclinar-se en un àngul extrem per a apuntar la seua antena a la Terra.[11] Els panels solars no estaven completament allumenats en este àngul, i açò va llimitar eixes comunicacions a 2.5 hores per l'agotament de la bateria.[12] El telescopi es va retirar el 30 de giner de 2020.[13] quan la NASA va enviar una senyal d'apagat al telescopi des del Complex de comunicacions de l'espai profunt de Goldstone (GDSCC) instruint al telescopi per a que entre en modo segur.[14] Despuix de rebre la confirmació de que el comando va ser exitós, el Gerent del Proyecte Spitzer, Joseph Hunt, va declarar oficialment que la missió havia terminat.[15]

Investigacions

[editar | editar còdic]

En maig del 2007 va obtindre senyes sobre un diminut planeta al que es va denominar HD14026b, el planeta extrasolar era el més calent registrat fins a eixe moment en 3700 °C en superfície.[16]

En agost del 2008 va detectar una immensa cantitat de vapor d'aigua dins d'un sistema estelar en formació cridat NGC 1333-IRES 4B. El vapor procedent del núvol central del sistema cau sobre un disc de pols estelar del que sorgirien els planetes i cometes. Este sistema creix dins del seu núcleu fret de gas i pols. El director de l'estudi Donen M. Watson,[17] de l'Universitat de Rochester, en Nova York va dir: «per primera volta estem veent cóm aplega l'aigua fins al lloc en el que es formarien els planetes».[18]


Instruments

[editar | editar còdic]

Spitzer du tres instruments a bordo:[19][20][21][22]

Infrared Array Camera (IRAC)
Una cambra de infrarrojos que funcionava simultàneament en quatre llongituts d'ona (3.6 μm, 4.5 μm, 5.8 μm i 8 μm). Cada mòdul usava un detector de 256 × 256 píxels: el parell de llongitut d'ona curta usava tecnologia d'antimoniuro d'indi, el parell de llongitut d'ona llarga usava tecnologia de conducció de banda d'impurees de silici dopat en arsènic.[23] L'investigador principal va ser Giovanni Fazio de Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian; l'hardware de vol va ser construït pel Centre de Vol Espacial Goddard de la NASA.
Infrared Spectrograph (IRS)
Un espectrómetro de infrarrojos en quatre submòduls que funcionen en llongituts d'ona de 5.3 a 14 μm (baixa resolució), de 10 a 19.5 μm (alta resolució), de 14 a 40 μm (baixa resolució) i de 19 a 37 μm (alta resolució). Cada mòdul usava un detector de 128 × 128 píxels: el parell de llongitut d'ona curta usava tecnologia de banda d'impurea bloquejada en silici dopat en arsènic, el parell de llongitut d'ona llarga usava tecnologia de banda d'impurea bloquejada en silici dopat en antimoni.[24] L'investigador principal va ser James R. Houck de l'Universitat de Cornell; l'hardware de vol va ser construït per Ball Aerospace.
Plantilla:Anchor Multiband Imaging Photometer for Spitzer (MIPS)
Tres conjunts de detectors en el infrarrojo mig a lluntà (128 × 128 píxels a 24 μm, 32 × 32 píxels a 70 μm, 2 × 20 píxels a 160 μm). El detector de 24 μm és idèntic a un dels mòduls de llongitut d'ona curta del IRS. El detector de 70 μm va usar tecnologia de germani dopat en gali, i el detector de 160 μm també va usar germani dopat en gali, pero en tensió mecànica agregada a cada píxel per a reduir la banda prohibida i estendre la sensibilitat a esta llongitut d'ona llarga.[25] L'investigador principal va ser George H. Rieke de l'Universitat d'Arizona; l'hardware de vol va ser construït per Ball Aerospace.

Els tres instruments varen utilisar heli líquit per a gelar els sensors. Una volta que es va agotar l'heli, solament es varen usar les dos llongituts d'ona més curtes en IRAC en la «missió càlida».

Vore també

[editar | editar còdic]

Referències

[editar | editar còdic]
  1. ↑ «NASA’s Spitzer Space Telescope Ends Mission of Astronomical Discovery». NASA. Consultat el 1 de febrer de 2020.
  2. ↑ Erro en la seqüencia d'órdens: no existix el mòdul «Citas».
  3. ↑ Astronomy and Astrophysics for the 1980's, Volume 1: Report of the Astronomy Survey Committee), The National Academies Press, pp. 54. doi:10.17226/549. ISBN 978-0-309-03249-0.
  4. ↑ Watanabe, Susan (2007-11-22). «Studying the Universe in Infrared». NASA. Archivat des d'el original, el 7 de juliol de 2019.
  5. ↑ Kwok, Johnny. «Finding a Way: The Spitzer Space Telescope Story». Academy Sharing Knowledge. NASA.
  6. ↑ Rieke, George (2006). The Last of the Great Observatories: Spitzer and the Era of Faster, Better, Cheaper at NASA, The University of Arizona Press, p. [1]. ISBN 0-8165-2558-7.
  7. ↑ «About Spitzer: Fast Facts». Caltech.
  8. ↑ Raytheon Company : Investor Relations : News Release. Investor.raytheon.com (8 January 2004). Retrieved on 21 July 2013.
  9. ↑ Spitzer Science Center Home Page -- Public information.
  10. ↑ «NASA's Spitzer Sees the Cosmos Through 'Warm' Infrared Eyes». NASA. Archivat des d'el original, el 11 de novembre de 2014.
  11. ↑ Harwood, William. 300th Delta rocket launches new window on Universe, CBS News via Spaceflight Now.
  12. ↑ «How NASA's Spitzer Has Stayed Alive for Baix Long». NASA.
  13. ↑ Ending in 2020, NASA's Infrared Spitzer Mission Leaves a Gap in Astronomy. Jonathan O'Callaghan. Scientific American. June 4, 2019.
  14. ↑ «RIP Spitzer, the Coolest Heat Telescope in the Solar System».
  15. ↑ «NASA's Spitzer Space Telescope Ends Mission of Astronomical Discovery». Jet Propulsion Laboratory (2020-01-30).
  16. ↑ Detecten el planeta extrasolar més calent: a 3700 °C | elmundo.és
  17. ↑ Donen Watson's home page (en anglés)
  18. ↑ «Descobrixen aigua en estreles en formació | LANACION.com». Archivat des d'el original, el 9 de juny de 2008. Consultat el 2 de setembre de 2007.
  19. ↑ SSC Observatory general information page [2] archivat en Wayback Machine., 4 October 2009.
  20. ↑ SSC Observatory Overview [3] archivat en Wayback Machine., 4 October 2009.
  21. ↑ SSC Science Information home page, 4 October 2009.
  22. ↑ Spitzer Observers' Manual [4] archivat en Wayback Machine., reference for technical instrument information, Vore 8, 15 August 2008.
  23. ↑ SSC IRAC (Mid ANAR camera) science users information page, 4 October 2009.
  24. ↑ SSC IRS (spectrometer) science users' information page, 4 October 2009.
  25. ↑ SSC MIPS (long wavelength 24um, 70um, & 160um) imaging photometer and spectrometer science users' information page, 4 October 2009.

Enllaços externs

[editar | editar còdic]


Referències

[editar | editar còdic]
Obtingut de «https://www.lenciclopedia.org/w/index.php?title=Telescopi_espacial_Spitzer&oldid=995387»