1 加州理工学院喷气推进实验室,4800 Oak Grove Drive,帕萨迪纳,CA 91109,美国 2 Tellus1 Scientific,亨茨维尔,AL 35899,美国 3 亚利桑那大学天文系和斯图尔特天文台,933 N. Cherry Ave.,图森,AZ 85719,美国 4 斯坦福大学,382 Via Pueblo Mall,物理系,斯坦福,CA 94305-4060,美国 5 戈达德太空飞行中心,8800 Greenbelt Rd,格林贝尔特,MD 20771,美国 6 艾姆斯研究中心,PO Box 1,莫菲特菲尔德,CA 94035-1000,美国 7 欧洲南方天文台,Alonso de C´ordova 3107,维塔库拉,圣地亚哥,智利 8 太空望远镜科学研究所,3700 圣马丁9 太空望远镜科学研究所,史蒂文·穆勒大楼,3700 San Martin Drive,巴尔的摩,马里兰州 21218,美国 10 普林斯顿大学,新泽西州普林斯顿 08544,美国 11 IPAC,MC 314-6,加州理工学院,加利福尼亚州帕萨迪纳,91125
南希·格雷斯·罗曼太空望远镜上的日冕仪 (CGI) 将通过直接成像木星大小的行星和碎片盘,展示从太空进行可见光系外行星成像和光谱分析所需的高对比度技术。这次太空体验是朝着未来更大规模任务迈出的关键一步,这些任务的目标是直接成像附近恒星宜居带中的类地行星。本文概述了当前的仪器设计和要求,重点介绍了正在演示的关键硬件、算法和操作。我们还介绍了由这些功能实现的几个系外行星和恒星周围盘科学案例。一个通过竞争选拔的社区参与计划团队将成为技术演示的一个组成部分,如果仪器性能允许,他们可以在初始技术演示之外进行额外的 CGI 观测。
摘要。我们描述了将在2.4 m Nancy Grace Roman Space望远镜上飞行的冠状器仪器(CGI)的光子计数摄像头系统的飞行电子乘电荷耦合设备(EMCCD)的开发。罗马是一项NASA旗舰任务,它将研究暗能量和暗物质,并在2020年代中期计划推出,寻找系外行星。CGI旨在证明高对比度成像和系外行星光谱所需的技术,例如高速波浪前传感和指向控制,具有可变形镜的自适应光学器件以及具有光子计数,可见敏感的(350至950 nm)检测器的超级噪声信号检测。相机系统是这些演示的核心,需要在高达1000帧-S -1时自适应地感知微弱和明亮的目标(10-4-10 7计数-S-1),以向仪器控制环提供必要的反馈。该系统包括两个相同的摄像机,一个相机表现出微弱的光科学能力,另一个用于提供仪器指向的高速实时感知。我们在喷气推进实验室(美国加利福尼亚州帕萨迪纳)的计划评估了辐射损坏的商业EMCCD传感器的低信号性能,并将这些测量作为与开放大学(米尔顿·凯恩斯(Milton Keynes),英国王国和泰瑞德尼·凯恩(Milton-Ekeynes)和泰瑞德尼(Teledyne-e2V)(泰瑞德尼(Teledyne-E2V))(英国凯尔多·金(Chelden-e2v)(英国凯尔多·金(Cheldne-E2V),英国王者),对靶向辐射硬化修饰进行了基础。然后开发了一对具有测试功能的EMCCD,并在此报告其低信号性能。©作者。[doi:10 .1117/1.Jatis.9.9.1.016003]该程序导致了EMCCD的飞行版本的开发,其低信号性能在暴露于2.6×10 9质子-CM-2(10 MeV等效)后,超过三倍以上。飞行EMCCD传感器是通过与Teledyne-E2V(英国切尔姆斯福德)的合同来贡献的。我们将描述用于评估光子计数性能的程序要求,传感器设计,测试结果和指标。由SPIE在创意共享归因4.0国际许可下出版。全部或部分分发或复制此工作需要完全归因于原始出版物,包括其DOI。
• 詹姆斯韦伯太空望远镜 (JWST) 是一款主要用于进行红外天文学研究的太空望远镜。它是有史以来发射到太空的最强大的望远镜,其红外分辨率和灵敏度大大提高,可以观测到哈勃望远镜无法观测到的古老、遥远和暗淡的物体。 • 美国国家航空航天局 (NASA) 与欧洲航天局 (ESA) 和加拿大航天局 (CSA) 合作领导了 JWST 的研发。美国宇航局戈达德太空飞行中心 (GSFC) 负责管理望远镜的研发,巴尔的摩的太空望远镜科学研究所运营 JWST,主承包商是诺斯罗普·格鲁曼公司。 • WST 的主镜由 18 个镀金铍制成的六角形镜面部分组成,组合起来形成一个 6.5 米(21 英尺)[23] 直径的镜子,而哈勃的镜子直径为 2.4 米(7.9 英尺)。这使韦伯望远镜的集光面积大约是哈勃望远镜的 6.25 倍(25.37 平方米 vs. 哈勃望远镜的 4.0 平方米)。与在近紫外、可见光和近红外(0.1-1.0 微米)光谱中进行观测的哈勃望远镜不同,詹姆斯·韦伯望远镜将在较低的频率范围内进行观测,从长波可见光(红色)到中红外(0.6-28.3 微米)。 • 望远镜必须保持极冷,低于 50 K(-223 °C;-370 °F),才能在不受其他热源干扰的情况下观察红外微弱信号。它部署在靠近日地 L2 拉格朗日点的太阳轨道上,距离地球约 150 万公里(930,000 英里),其五层风筝形遮阳板可保护它免受太阳、地球或月球的加热。 • 它于 2021 年 12 月搭乘欧空局的阿丽亚娜 5 号火箭从法属圭亚那库鲁发射升空。
2021 年 12 月 23 日星期四,阿丽亚娜空间公司的阿丽亚娜 5 号火箭搭载着美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜,在位于法属圭亚那库鲁的欧洲航天港圭亚那航天中心的发射台上。詹姆斯·韦伯太空望远镜(有时称为 JWST 或 Webb)是一台大型红外望远镜,主镜直径为 21.3 英尺(6.5 米)。该天文台将研究宇宙的每个阶段
安装用于空间态势感知、自由空间光通信的交钥匙地面站。与专业望远镜支架制造商意大利 10Micron 合作。美国 Planewave Instruments(望远镜、支架)的欧盟经销商
费米大面积望远镜等太空伽马射线望远镜已使用单面硅条探测器以高分辨率测量入射伽马射线产生的带电粒子的位置。在康普顿区及以下的能量下,需要单个探测器内的二维位置信息。双面硅条探测器是一种选择;然而,这种技术难以制造,大阵列易受噪声影响。这项工作概述了单片 CMOS 有源像素硅传感器 AstroPix 的开发和实施,用于未来的伽马射线望远镜。基于卡尔斯鲁厄理工学院使用 HVCMOS 工艺设计的探测器,AstroPix 有可能保持中能伽马射线望远镜所需的高能量和角分辨率,同时通过 CMOS 芯片的双重检测和读出功能降低噪声。介绍了 AstroPix 的开发和测试状态以及未来望远镜的应用前景。
Hubble在妓女望远镜委托的十几年内进行了这些发现,该发现的收集区是山顶60英寸望远镜的收集区域的2.8倍。威尔逊,但几乎没有或根本没有改进角度分辨率,受到限制。今天,新一代望远镜的建设正在进行中,大约是现有望远镜直径的两倍,并且至少带来了与Hubble能够利用的敏感性相同的提高。更重要的是,随着自适应光学元件在红外波长下成为常规,并逐渐转移到可见的波长,新的望远镜也将具有更好的角度分辨率。它们是最早在基本设计中内置自适应光学的望远镜之一,并预测许多观察模式中的衍射有限性能。敏感性和分辨率的综合改进是前所未有的。戏剧性的发现是不可预测的,但是在接下来的二十年中看到一些戏剧,我们不感到惊讶。
对于任何想被宇宙所震撼的人来说,这都是一个非凡的时代。自从最初的望远镜发明以来,发现的速度从未如此之快。例如,哈勃太空望远镜为我们提供了丰富的信息,包括这幅有史以来观测到的一些最古老星系的图像。哈勃太空望远镜于 1990 年 4 月从发现号航天飞机发射升空,预计任务将持续约 20 年。尽管它只有一辆大型牵引拖车那么大,但这个光学望远镜每周向地球发回约 120 千兆字节的科学数据。这些信息足以填满一公里长的书架上的所有书籍。在本章中,您将了解宇宙形成的时间和方式,以及支持这种理解的科学证据。您还将了解星系,星系中的恒星数量达数千亿。