Научный институт космического телескопа - Space Telescope Science Institute

эта статья нужны дополнительные цитаты для проверка. Пожалуйста помоги улучшить эту статью к добавление цитат в надежные источники. Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален. Найдите источники: «Институт космических телескопов»  – Новости  · газеты  · книги  · ученый  · JSTOR (Февраль 2011 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения)

Научный институт космического телескопа

Расположение	Университет Джона Хопкинса , Балтимор , Мэриленд , НАС
Интернет сайт	www.stsci.edu

В Научный институт космического телескопа (STScI) является центром научных операций для Космический телескоп Хаббла (HST) и для Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST). ГННИ находится на Университет Джона Хопкинса Кампус Homewood в Балтимор, Мэриленд и был основан в 1981 году как общественный научный центр, работающий для НАСА посредством Ассоциация университетов для исследований в области астрономии (АУРА). Помимо выполнения непрерывных научных операций HST и подготовки к научным исследованиям с JWST, STScI управляет и управляет Микульский Архив космических телескопов (МАСТ), Центр управления данными для Миссия Кеплера и ряд других видов деятельности, основанных на его опыте и инфраструктуре для поддержки работы космических астрономических обсерваторий. Большая часть финансирования деятельности STScI поступает из контрактов с НАСА. Центр космических полетов Годдарда но есть и более мелкие мероприятия, финансируемые НАСА Исследовательский центр Эймса, НАСА Лаборатория реактивного движения, а Европейское космическое агентство (ЕКА). Персонал STScI состоит из ученых (в основном астрономов и астрофизиков), инженеров космических аппаратов, инженеров-программистов, специалистов по управлению данными, экспертов в области образования и общественных связей, а также административного и вспомогательного персонала. Около 100 кандидатов наук. ученые, работающие в STScI, 15 из которых являются сотрудниками ESA, работающими над проектом HST. Общая численность персонала НТНЦ на 2019 год составляет около 675 человек.

STScI выполняет свои миссии от имени НАСА, мирового астрономического сообщества и на благо общественности. Научная деятельность напрямую обслуживает астрономическое сообщество, в первую очередь в форме HST, и в конечном итоге JWST наблюдения и гранты, но также включают распространение данных из других миссий НАСА, таких как Спектроскопический исследователь дальнего ультрафиолета, Исследователь эволюции галактики и наземная съемка неба. В ходе разработки наземных систем создаются и поддерживаются программные системы, необходимые для предоставления этих услуг астрономическому сообществу. Информационно-просветительская деятельность STScI предоставляет широкий спектр информации, он-лайн СМИ и программы для преподавателей формального образования, планетариев и научных музеев, а также широкой общественности. Отмеченные наградами информационные веб-сайты STScI получают миллионы посещений в месяц. STScI также служит источником рекомендаций для НАСА по ряду вопросов оптической и УФ космической астрофизики.

Сотрудники STScI взаимодействуют и общаются с профессиональным астрономическим сообществом по ряду каналов, включая участие в проводимых раз в два года собраниях Американское астрономическое общество, публикация ежеквартальных информационных бюллетеней STScI и веб-сайт STScI, размещение комитетов пользователей и научных рабочих групп, а также проведение нескольких научно-технических симпозиумов и семинаров каждый год. Эти мероприятия позволяют STScI распространять информацию среди пользователей телескопов, а также позволяют сотрудникам STScI максимально повысить научную продуктивность объектов, которыми они управляют, отвечая на потребности сообщества и НАСА.

Деятельность НТСИ

Выбор научного предложения телескопа

STScI выполняет все действия, необходимые для выбора, планирования и реализации научных программ HST. 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 конкурса заявок, в котором указываются поддерживаемые в настоящее время возможности научных инструментов, требования к заявкам и крайний срок подачи заявок. Любой может подать предложение. Все предложения критически рассматриваются Комитетом по распределению времени (TAC). TAC состоит из около 100 членов американского и международного астрономического сообщества, выбранных для представления широкого спектра исследовательских знаний, необходимых для оценки предложений. Каждый цикл предложений обычно включает рассмотрение от 700 до 1100 предложений. В конечном итоге для реализации будут выбраны только 15-20% этих предложений. TAC рассматривает несколько категорий наблюдательного времени, а также предложения по архивным, теоретическим и комбинированным исследовательским проектам между HST и другими космическими или наземными обсерваториями (например, Рентгеновская обсерватория Чандра и Национальные обсерватории оптической астрономии ). STScI обеспечивает всю техническую и логистическую поддержку этой деятельности. Годовой цикл запросов предложений иногда изменялся по продолжительности в годы, когда планировалась миссия по обслуживанию HST.

Здание Мюллера Научного института космического телескопа

Претенденты, которым посчастливилось получить время телескопа, называемые Генеральными наблюдателями (GO), должны затем предоставить подробные требования, необходимые для составления графика и реализации своих программ наблюдений. Эта информация предоставляется STScI по так называемому предложению Фазы II. Предложение Фазы II определяет режимы работы прибора, время экспозиции, ориентацию телескопа и так далее. Сотрудники STScI предоставляют веб-программное обеспечение под названием Калькуляторы выдержки (ETC), которые позволяют GO оценить, сколько времени наблюдения потребуется любому из бортовых детекторов, чтобы накопить количество света, необходимое для достижения их научных целей. Кроме того, сотрудники НТНЦ выполняют все шаги, необходимые для реализации каждой конкретной программы, а также планируют весь комплекс программ на год. Для HST это включает в себя поиск направляющих звезд, проверку ограничений яркости объекта, выполнение определенных требований к расписанию и работу с наблюдателями, чтобы понять и учесть конкретные или любые нестандартные требования, которые у них могут быть.

Расписание наблюдений

После сбора информации о Фазе II разрабатывается план долгосрочных наблюдений, охватывающий весь год, с указанием подходящего времени для планирования отдельных наблюдений и, в то же время, обеспечения эффективного и действенного использования телескопа в течение года. Подробные графики наблюдений создаются каждую неделю, включая, в случае операций HST, планирование путей передачи данных через спутниковую систему слежения и ретрансляции данных (TDRSS ) и создание двоичных командных нагрузок для восходящей связи с космическим кораблем. В долгосрочные и недельные планы можно вносить корректировки в соответствии с целевыми показателями возможностей (например, для временных событий, таких как сверхновые или координация с единственными в своем роде мероприятиями, такими как комета ударный космический корабль). НТНЦ использует Алгоритм минимальных конфликтов для планирования времени наблюдения на телескопе. STScI в настоящее время разрабатывает аналогичные процессы для JWST, хотя эксплуатационные детали будут сильно отличаться из-за различий в оборудовании и ограничениях космического корабля, а также его местоположения в точке L2 Солнце-Земля. Точка Лагранжа (~ 1,5 миллиона км от Земли), а не низкая околоземная орбита (~ 565 км), используемая HST.

Полетные операции

Полетные операции включают прямую поддержку и мониторинг функций HST в режиме реального времени. Ежедневные полеты в режиме реального времени для HST включают в себя около 4 каналов восходящей передачи для загрузки команд, около 10 нисходящих каналов передачи данных и почти непрерывный мониторинг состояния здоровья и безопасности обсерватории. Операции в режиме реального времени обслуживаются круглосуточно. Полетные операции для HST выполняются в GSFC НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд.

Обработка научных данных

Научные данные от HST поступают в STScI через несколько часов после передачи по нисходящей линии от TDRSS и последующего прохождения через средство сбора данных в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА. Попадая в STScI, данные обрабатываются серией компьютерных алгоритмов, которые преобразуют их формат в международно признанный стандарт (известный как ПОДХОДИТ: Гибкая система передачи изображений ), исправьте недостающие данные и выполните окончательную калибровку данных, удалив инструментальные артефакты. Шаги калибровки различны для каждого прибора HST, но, как правило, они включают удаление космических лучей, коррекцию неоднородностей прибора / детектора, калибровку потока и применение информации мировой системы координат (которая сообщает пользователю, где именно на небе детектор был направлен). Применяемые калибровки являются наилучшими из доступных на момент прохождения данных по конвейеру. STScI работает с разработчиками приборов, чтобы определить аналогичные процессы для Кеплер и данные JWST.

Архивирование и распространение научных данных

Все научные данные HST после прохождения калибровочного конвейера постоянно архивируются. Политика НАСА предусматривает один год права собственности на все данные, что означает, что только группа первоначального предложения может получить доступ к данным в течение первого года после их получения. После этого года данные становятся доступными для всех, кто желает получить к ним доступ. Наборы данных, извлеченные из архива, автоматически повторно калибруются, чтобы обеспечить применение самых последних калибровочных коэффициентов и программного обеспечения. STScI служит архивным центром для всех космических миссий НАСА в оптическом / УФ-диапазоне. Помимо архивирования и хранения научных данных HST, STScI хранит данные 13 других миссий, включая Международный исследователь ультрафиолета (IUE), Экстремальный ультрафиолетовый исследователь (EUVE), Спектроскопический исследователь дальнего ультрафиолета (ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ), а Исследователь эволюции галактики (GALEX). Научные данные Kepler и JWST будут архивироваться и извлекаться аналогичным образом. Интернет служит основным пользовательским интерфейсом для архивов данных в STScI (http://archive.stsci.edu ). В настоящее время в архиве более 30 терабайты данных. Каждый день около 11 гигабайты новых данных поступает и около 85 гигабайт данных передаются пользователям. Архив наследия Хаббла (HLA; http://hla.stsci.edu/ ), который в настоящее время находится в разработке, будет действовать как более интегрированный и удобный архив. Он предоставит необработанные данные Хаббла, а также научные продукты более высокого уровня (цветные изображения, мозаики и т. Д.).

Калибровка и определение характеристик научного прибора

STScI отвечает за калибровку в полете научных приборов на HST и JWST. Для HST план калибровки обсерватории разрабатывается каждый год. Этот план разработан для поддержки выбранных программ наблюдений GO для этого цикла, а также для обеспечения базовой калибровки, охватывающей весь срок службы каждого инструмента. Программа калибровки включает измерения, которые производятся относительно бортовых источников калибровки или для оценки уровней шума внутреннего детектора, а также наблюдения астрономических стандартных звезд и полей, необходимые для определения абсолютных преобразований потоков и астрометрических преобразований. Внешние калибровки на HST обычно составляют 5-10% от программы наблюдений GO, и требуется больше времени, когда инструмент еще относительно новый. На сегодняшний день HST имеет в общей сложности 12 научных инструментов, 6 из которых в настоящее время активны. Два новых прибора были установлены во время сервисной миссии HST в мае 2009 г. СТС-125. Сбои электроники в STIS (в 2001 г.) и в ACS Wide-Field Channel (в 2007 г.) также были устранены на орбите в мае 2009 г., в результате чего эти приборы вернулись в активное состояние. Все 12 инструментов HST плюс 4 запланированных для JWST сведены в таблицу ниже. Приборы HST могут обнаруживать свет с длинами волн от ультрафиолетовый через ближний инфракрасный. Приборы JWST будут работать от красного конца оптических длин волн (~ 6000 ангстрем) до среднего инфракрасного диапазона (от 5 до 27 микрометров). Приборов, перечисленных как списанные, на борту больше нет.

Сотрудники STScI разрабатывают предложения по калибровке, проводят их в процессе планирования и анализируют полученные данные. Эти программы предоставляют обновленные калибровочные и эталонные файлы для использования в конвейере обработки данных. Файлы калибровки также заархивированы, поэтому пользователи могут извлечь их, если им потребуется вручную повторно откалибровать свои данные. Все действия по калибровке и результаты документируются, обычно в форме отчетов по приборостроению, размещаемых на общедоступном веб-сайте, а иногда и в форме опубликованных документов. Результаты также включены в Справочники по данным и Справочники по приборам.

Помимо калибровки инструментов, сотрудники STScI описывают и документируют характеристики инструмента, чтобы пользователи могли лучше понять, как интерпретировать свои данные. Обычно это эффекты, которые не корректируются автоматически в конвейере (потому что они меняются со временем или зависят от яркости источника). Они включают глобальные эффекты, такие как эффективность переноса заряда в устройства с зарядовой связью, а также эффекты, характерные для режимов и фильтров, такие как фильтрация «призраков» (вызванных тонким рассеянием света внутри инструмента). Осведомленность об этих эффектах может исходить от сотрудников STScI, когда они анализируют программы калибровки, или от наблюдателей, которые обнаруживают странности в своих данных и предоставляют обратную связь в STScI.

Персонал STScI также выполняет определение характеристик и калибровку самого телескопа. В случае HST, это прежде всего вопрос мониторинга и корректировки фокуса, а также мониторинга и измерения функции разброса точек. (В начале 1990-х за точное измерение сферическая аберрация, необходимые для корректирующей оптики всех последующих инструментов). В случае JWST, STScI будет нести ответственность за использование датчик волнового фронта система, разработанная JPL и Northrop Grumman Космические технологии (NGST, подрядчик НАСА, строящий обсерваторию) для мониторинга и настройки сегментированного телескопа.

Пост наблюдательная поддержка

Поддержка пост-наблюдения включает HelpDesk, с которым пользователи могут связаться, чтобы ответить на свои вопросы по любому аспекту наблюдения - от того, как подать предложение до того, как анализировать данные.

Общественная служба науки

STScI выполняет большие научные программы HST от имени сообщества. Это программы с широким научным применением. На сегодняшний день в эти программы входят Глубокое поле Хаббла (HDF), Хаббл Дип Филд Юг (HDFS), а Ультра глубокое поле (UDF). Необработанные и обработанные данные для этих наблюдений почти немедленно становятся доступными для астрономического сообщества. Эти продукты затем использовались многими астрономами в поисках собственных исследовательских тем и послужили поводом для проведения большого количества последующих работ (см., Например, http://www.stsci.edu/ftp/science/hdf/clearinghouse/clearinghouse.html и http://www.stsci.edu/hst/udf/index_html ).

Наземные системы

STScI отвечает за разработку, улучшение и обслуживание большинства наземных систем, используемых для выполнения наших научных операций с телескопом Хаббл, описанных выше. Эти системы изначально (1980-е, начало 1990-х годов) поступали из нескольких источников, включая собственные разработки STScI и работы, выполненные в рамках контрактов НАСА с различными поставщиками. За время существования HST над этими системами была проделана значительная работа - даже когда они поддерживали повседневную работу телескопа Хаббл. Они интегрированы в более эффективную и простую в эксплуатации сквозную систему. Они претерпели серьезные технологические обновления (например, улучшенные операционные системы и компьютерное оборудование, архивные носители большей емкости). Они также были изменены для поддержки ряда инструментов, установленных в телескопе. За последние несколько лет они были модифицированы для поддержки WFC3 и COS, двух новых инструментов, которые будут установлены во время следующей сервисной миссии HST, а также для поддержки 2-Гироскоп режим работы HST. STScI также предоставляет подмножества услуг наземной системы для других астрономических миссий, включая FUSE, Kepler и JWST. Инженеры-программисты STScI обслуживают около 7 900 000 исходные строки кода.

Разработка миссии и сопровождение операций

STScI регулярно участвует вместе с НАСА и промышленными системными инженерами и учеными в разработке общей архитектуры миссии. Для HST это включает в себя помощь в определении и расстановке приоритетов миссий по обслуживанию и разработку стратегии обслуживания. Для JWST это включает участие в определении научных требований высокого уровня и общей архитектуры миссии. В обоих случаях STScI фокусируется на научных возможностях миссии, а также на требованиях к бесперебойной и эффективной работе обсерватории.

Научно-исследовательская деятельность

STScI управляет выбором Программа стипендий Хаббла. С 1990 года стипендии Хаббла поддерживают выдающихся ученых, получивших докторскую степень, чьи исследования во многом связаны с научной миссией космического телескопа Хаббла. В 2009 году он был совмещен с Spitzer Fellowship что с 2002 года был связан с Телескоп Spitzer и научная программа.^[1] Теперь он поддерживает стипендиатов, проводящих исследования, связанные со всеми миссиями в рамках темы Cosmic Origins: Космическая обсерватория Гершеля, Космический телескоп Хаббла (HST), Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), Стратосферная обсерватория для инфракрасной астрономии (SOFIA) и космический телескоп Spitzer.^[2] Исследование может быть теоретическим, наблюдательным или инструментальным.^[2] Ежегодно с момента запуска HST в 1990 году присуждается от 8 до 12 стипендий; с 2009 года колеблется около 16.^[1] STScI также спонсирует летнюю программу стажировки студентов, которая позволяет талантливым студентам со всего мира работать с научным персоналом Института, предоставляя этим студентам практический опыт в современных астрономических исследованиях. Штатный научный персонал ННЦИ проводит оригинальные исследования, охватывающие широкий спектр астрофизики, включая исследования Солнечная система, экзопланета обнаружение и характеристика, звездообразование, галактика эволюция и физическая космология. Каждую весну в STScI проводится ежегодный научный симпозиум, а также несколько небольших научных семинаров. Наем активного научного персонала в STScI помогает обеспечить максимальную производительность HST и, в конечном итоге, JWST.

Работа с общественностью

Отдел по работе с общественностью (OPO) STScI предоставляет широкий спектр продуктов и услуг, предназначенных для того, чтобы делиться наукой и открытиями HST (и, в конечном итоге, JWST) с широкой публикой. Усилия OPO сосредоточены на удовлетворении потребностей четырех сообществ: средств массовой информации, пользователей Интернета, сообщества формального образования и мест неформального научного образования.

Отдел новостей OPO ежегодно выпускает около 40 новых пресс-релизов, посвященных открытиям HST и научным результатам. Эти медиа-пакеты включают в себя новости, изображения Хаббла, пояснительные иллюстрации, анимацию и дополнительную информацию для использования в печати, радиовещании и онлайн-СМИ. Филиал также проводит пресс-конференции под названием «Новости науки НАСА», посвященные особенно важным открытиям. Семинары научных писателей и другие специальные мероприятия собирают репортеров в Институт для углубленных встреч с учеными, работающими над текущими проблемами астрофизических исследований.

Отделение формального образования разрабатывает основанные на стандартах и ​​тщательно проверенные образовательные продукты и уроки для использования в учебных программах K-14 по всей стране. Многие продукты филиала размещены на его отмеченном наградами веб-сайте Amazing Space (http://amazing-space.stsci.edu/ ), где уроки и упражнения доступны как учителям, так и ученикам, и используется в более чем 200 школьных округах и во всех 50 штатах.

Отделение неформального образования создает множество продуктов и функций, связанных с Хабблом, для использования в неформальных местах, включая музеи, научные центры, планетарии и библиотеки. К ним относятся ViewSpace, мультимедийная система отображения, предоставляющая ряд образовательных функций по науке о Хаббле и других миссиях с использованием изображений, текста и музыки. Короткометражный фильм под названием «Хаббл: Галактики в пространстве и времени», в котором показан трехмерный пролет Хаббла. Ультра глубокое поле был произведен для IMAX театры и адаптированы для использования в планетариях. Группа также предоставляет материалы для конференций и семинаров, управляет передвижными выставками Хаббла для национального распространения и создает видеокомпиляции изображений и характеристик телескопа Хаббла.

Онлайн-филиал OPO разрабатывает, улучшает и поддерживает ряд веб-сайтов, связанных с HST и JWST, включая отмеченный наградами HubbleSite (http://hubblesite.org ), который содержит галерею из почти 900 изображений Хаббла, которые были выпущены для всеобщего ознакомления в течение всего срока службы телескопа.

Рекомендации

^{[нужна цитата ]}

внешняя ссылка

• Официальный веб-сайт

Координаты: 39 ° 19′58 ″ с.ш. 76 ° 37′23 ″ з.д. / 39.332887 ° с.ш. 76.622987 ° з.д. / 39.332887; -76.622987