Инфракрасная космическая обсерватория - Infrared Space Observatory

Инфракрасная космическая обсерватория
ИменаISO
ОператорЕКА при значительном вкладе КАК ЕСТЬ и НАСА
COSPAR ID1995-062A
SATCAT нет.23715
Интернет сайтISO в ESA science
Продолжительность миссии28 месяцев 22 дня
Свойства космического корабля
ПроизводительAérospatiale (в настоящее время Thales)
BOL масса2498 кг
Начало миссии
Дата запуска01:20, 17 ноября 1995 г. (UTC) (1995-11-17T01: 20Z)
РакетаАриана 4 4P
Запустить сайтELA-2
Параметры орбиты
Справочная системаГеоцентрический
РежимСильно эллиптический
Высота перигея1000 км
Высота апогея70600 км
Период24 часа
Орбитальный аппарат
Главный
ТипРичи-Кретьен
Диаметр60 см
Фокусное расстояние900 см, ж/15
Длины волн2,4 до 240 микрометр (инфракрасный )
Знаки отличия прежней миссии ISO
Устаревшие знаки отличия ESA для ISO миссия

В Инфракрасная космическая обсерватория (ISO) был космический телескоп за инфракрасный свет, разработанный и управляемый Европейское космическое агентство (ESA), в сотрудничестве с ISAS (теперь часть JAXA ) и НАСА. ISO был разработан для изучения инфракрасного света на длины волн от 2,5 до 240 микрометры и работал с 1995 по 1998 год.[1]

В € 480.1-миллион спутник был запущен 17 ноября 1995 г. ELA-2 стартовая площадка на Космический центр Гвианы возле Куру во Французской Гвиане. В ракета-носитель, Ариана 4 Ракета 4P, успешно поместила ISO в очень эллиптический геоцентрическая орбита, совершив один оборот вокруг земной шар каждые 24 часа. В главное зеркало своего Телескоп Ричи-Кретьена диаметр 60 см, охлаждение до 1,7 кельвины посредством сверхтекучий гелий. Спутник ISO содержал четыре инструмента, которые позволяли получать изображения и фотометрия от 2,5 до 240 микрометры и спектроскопия от 2,5 до 196,8 мкм.

В настоящее время ЕКА и IPAC продолжать усилия по совершенствованию конвейеров данных и специализированных программных средств анализа, чтобы обеспечить наилучшее качество калибровки и методов обработки данных в рамках миссии. IPAC поддерживает наблюдателей ISO и пользователей архивов данных посредством внутренних визитов и семинаров.

История и развитие

В 1983 году американо-голландско-британская IRAS открыла космический инфракрасная астрономия выполнив первую в истории "съемку всего неба" в инфракрасном длины волн. На полученной карте инфракрасного неба было определено около 350 000 источников инфракрасного излучения, ожидающих исследования преемниками IRAS. В 1979 году IRAS находился на продвинутой стадии планирования, и ожидаемые результаты IRAS привели к первому предложению по ISO, сделанному в ESA в том же году. С быстрым улучшением технологии инфракрасных детекторов, ISO должна была предоставить подробные наблюдения для около 30 000 инфракрасных источников с значительно улучшенным чувствительность и разрешающая способность. ISO должен был работать в 1000 раз лучше по чувствительности и в 100 раз лучше по угловому разрешению при 12 микрометрах по сравнению с IRAS.

Ряд последующих исследований привел к выбору ISO в качестве следующего взноса для научной программы ESA в 1983 году. Приглашение к участию в экспериментах и ​​предложениях ученых-миссионеров научному сообществу, в результате чего был выбран научные инструменты в 1985 году. Четыре выбранных инструмента были разработаны группами исследователей из Франции, Германии, Нидерландов и Великобритании.

Дизайн и развитие спутник началось в 1986 году с Aérospatiale космическое подразделение (в настоящее время поглощено Thales Alenia Space ) ведущий международный консорциум 32 компаний, ответственных за производство, интеграция и тестирование нового спутника. Окончательная сборка проходила на заводе Каннский космический центр Манделье.

Спутник

Анимация орбиты инфракрасной космической обсерватории
  Инфракрасная космическая обсерватория ·   земной шар

На базовый дизайн ISO сильно повлиял дизайн его непосредственного предшественника. Как и IRAS, ISO состоит из двух основных компонентов:

Модуль полезной нагрузки также содержал конический солнцезащитный козырек, чтобы предотвратить рассеянный свет от телескопа и два больших звездные трекеры. Последние были частью подсистемы управления ориентацией и орбитой (AOCS), которая обеспечивала трехосное стабилизация ISO с указанием точность одного угловая секунда. Он состоял из датчиков Солнца и Земли, вышеупомянутых звездных трекеров, квадрантного датчика звезды на оси телескопа, гироскопы и колеса реакции. Дополнительный система управления реакцией (RCS), используя гидразин пропеллент, отвечал за орбитальное направление и точную настройку вскоре после запуск. Весь спутник весил чуть менее 2500 кг, имел высоту 5,3 м, ширину 3,6 м и глубину 2,3 м.

Сервисный модуль держал все тепло электроника, бак гидразинового топлива и обеспечивал до 600 Вт электроэнергии с помощью солнечные батареи установлен на солнечной стороне солнцезащитного козырька, установленного на сервисном модуле. На нижней стороне служебного модуля находился несущий кольцевой физический интерфейс для ракеты-носителя.

В криостат модуля полезной нагрузки, окружавшего телескоп и научный инструмент, большим Дьюар содержащий тороидальный танк гружен 2268 литры сверхтекучего гелия. Охлаждение медленно испарение гелия сохранил температура температуры телескопа ниже 3,4 К и научных инструментов ниже 1,9 К. Эти очень низкие температуры требовались для того, чтобы научные инструменты были достаточно чувствительными, чтобы обнаруживать небольшое количество инфракрасного излучения от космических источников. Без этого экстремального охлаждения телескоп и инструменты видели бы только собственное интенсивное инфракрасное излучение. выбросы а не слабые издалека.

Оптический телескоп

Телескоп ISO был установлен на центральная линия сосуда Дьюара, рядом с нижней стороной баллона с тородиальным гелием. Это было из Ричи-Кретьен типа с эффективным вступительный ученик 60 см, а отношение фокусных расстояний 15 и итоговое фокусное расстояние 900 см. Очень строгий контроль над рассеянным светом, особенно от источников яркого инфракрасного излучения за пределами телескопа. поле зрения, было необходимо для обеспечения гарантированной чувствительности научных приборов. Комбинация светонепроницаемых экранов, перегородок внутри телескопа и солнцезащитного козырька сверху криостата обеспечивает полную защиту от паразитного света. Более того, ISO было запрещено проводить наблюдения слишком близко к Солнцу, Земле и Луне; все основные источники инфракрасного излучения. ISO всегда указывал между 60 и 120 градусами от Солнца и никогда не указывал ближе, чем 77 градусов к Земле, 24 градуса к Солнцу. Луна или ближе 7 градусов к Юпитер. Эти ограничения означали, что в любой момент времени только около 15 процентов неба был доступен для ISO.

А пирамидальный зеркало за главное зеркало телескопа распределяет инфракрасный свет на четыре инструмента, обеспечивая каждому из них участок в 3 угловых минуты из 20 угловых минут поля зрения телескопа. Таким образом, наведение другого инструмента на тот же космический объект означало повторное наведение всего спутника ISO.

Запасной рейс для прибора LWS в ISO

Инструменты

ИСО имеет набор из четырех научных инструментов для наблюдений в инфракрасном диапазоне:

  • Инфракрасная камера (ISOCAM) - А высокое разрешение камера, охватывающая длину волны от 2,5 до 17 микрометров с двумя различными детекторы. Подобно камере видимого света, он делает снимки астрономических объектов, но изображение показывает, как объект выглядит в инфракрасном свете.
  • Фотополяриметр (ИЗОФОТ) - Прибор, предназначенный для измерения количества инфракрасного излучения, испускаемого астрономическим объектом. Очень широкий диапазон длин волн от 2,4 до 240 микрометров позволял этому прибору видеть инфракрасное излучение даже самых холодных астрономических объектов, таких как межзвездный облака пыли
  • Коротковолновый спектрометр (SWS) - А спектрометр покрывающий длину волны от 2,4 до 45 микрометров. Наблюдения с помощью этого прибора предоставили ценную информацию о химический состав, плотность и температура Вселенной.
  • Длинноволновый спектрометр (LWS) - Спектрометр, охватывающий длину волны от 45 до 196,8 мкм. Этот инструмент по сути делал то же самое, что и SWS, но смотрел на гораздо более холодные объекты, чем SWS. С помощью этого прибора исследовались особенно холодные пылевые облака между звездами.

Все четыре инструмента были установлены непосредственно за главным зеркалом телескопа по кругу, причем каждый инструмент занимал 80 степень отрезок цилиндрического пространства. Поле зрения каждого инструмента смещено относительно центральной оси поля зрения телескопа. Это означает, что каждый инструмент «видел» разные участки неба в данный момент. В стандартном рабочем режиме в основном работал один прибор.

Запуск и работа

После очень успешной фазы разработки и интеграции ИСО, наконец, была выведена на орбиту 17 ноября 1995 года на борту ракеты-носителя Ариан-44П. Характеристики ракеты-носителя были очень хорошими, апогей всего на 43 км ниже ожидаемого. Центр космических операций ЕКА в Дармштадт в Германии полностью контролировали ISO в первые четыре дня полета. После досрочного ввода в эксплуатацию первичный контроль над ISO был передан Центру управления космическими аппаратами (SCC) в г. Виллафранка в Испании (ВИЛСПА ) на оставшуюся часть миссии. В первые три недели после запуска орбита был отлаженный и все спутниковые системы были активированы и протестированы. Охлаждение криостата оказалось более эффективным, чем рассчитывалось ранее, поэтому предполагаемая продолжительность миссии была увеличена до 24 месяцев. С 21 по 26 ноября были включены и тщательно проверены все четыре научных прибора. С 9 декабря 1995 г. по 3 февраля 1996 г. проходила «Этап проверки производительности», посвященный вводу в эксплуатацию всех приборов и устранению проблем. Регулярные наблюдения начались с 4 февраля 1996 г. и продолжались до истощения последнего гелиевого теплоносителя 8 апреля 1998 г.

Перигей орбиты ИСО лежал внутри Радиационный пояс Ван Аллена, заставляя научные инструменты отключаться на семь часов при каждом прохождении через радиационный пояс. Таким образом, для научных наблюдений оставалось 17 часов на каждой орбите. Типичный 24-часовой оборот ISO можно разбить на шесть фаз:

  • Получение сигнала (AOS) первичным Центр управления полетами VILSPA в Испании и активация спутника.
  • Научные операции во время окна VILSPA, начинающиеся через четыре часа после перигея и продолжающиеся до девяти часов.
  • Передача операций вторичному центр управления полетами в Голдстоун в апогее. В течение этого 15-минутного периода научные инструменты не могли работать.
  • Научные операции во время окна Голдстоуна продолжительностью до восьми часов.
  • Отключение инструментов при приближении к радиационному поясу Ван Аллена и потере сигнала (LOS) в Голдстоуне.
  • Прохождение перигея.

В отличие от IRAS, на борту ISO не было записано научных данных для последующей передачи на землю. Все данные, как научные, так и хозяйственные, передавались на землю в режиме реального времени. Точка перигея орбиты ИСО находилась ниже радиогоризонт центров управления полетами как в ВИЛСПА, так и в Голдстоуне, что вынуждает отключать научные инструменты в перигее.

Конец миссии

В 07:00 UTC 8 апреля 1998 г. контроллеры полета на ВИЛСПА заметили повышение температуры телескопа. Это был явный признак того, что запас сверхтекучего гелиевого теплоносителя исчерпан. В 23:07 UTC того же дня температура научных инструментов поднялась выше 4,2 К, и научные наблюдения были прекращены. Несколько детекторов в приборе SWS были способны проводить наблюдения при более высоких температурах и использовались еще 150 часов, чтобы провести подробные измерения еще 300 звезды. В течение месяца после истощения хладагента была начата «фаза технологических испытаний» (TTP) для проверки нескольких элементов спутника в нестандартных условиях. После завершения TTP перигей орбиты ISO был снижен настолько, чтобы гарантировать, что ISO сгорит в атмосфере Земли через 20-30 лет после остановки. Затем ISO был окончательно отключен 16 мая 1998 года в 12:00 UTC.

Полученные результаты

В среднем ISO проводила 45 наблюдений на каждой 24-часовой орбите. На протяжении всего продолжительность жизни на более чем 900 орбитах ИСО провела более 26 000 успешных научных наблюдений. Огромные объемы научных данных, сгенерированные ИСО, подверглись обширной архивирование деятельности до 2006 года. Полный набор данных был доступен научному сообществу с 1998 года, и было сделано много открытий, и, вероятно, еще много впереди:

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ "Инфракрасная космическая обсерватория (ИСО) ЕКА". ЕКА - Европейское космическое агентство. Получено 1 февраля 2017.

внешняя ссылка