MIRI (instrumento infravermelho médio) - MIRI (Mid-Infrared Instrument)
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MIRI , ou Mid-Infrared Instrument , é um instrumento do Telescópio Espacial James Webb . MIRI é uma câmera e um espectrógrafo que observa a radiação infravermelha de médio a longo prazo de 5 mícrons a 28 mícrons. Ele também tem coronógrafos , especialmente para observar exoplanetas .
Enquanto a maioria dos outros instrumentos em Webb pode ver desde o início do infravermelho próximo, ou mesmo tão curto quanto a luz laranja visível, o MIRI pode ver luz de comprimento de onda mais longo onde os outros instrumentos param. O MIRI usa matrizes de silício dopadas com arsênico para fazer observações nesses comprimentos de onda. O gerador de imagens é projetado para visualizações amplas, mas o espectrógrafo tem uma visualização menor. Como ele visualiza os comprimentos de onda mais longos, ele precisa ser mais frio do que os outros instrumentos (consulte Astronomia infravermelha ) e tem um sistema de resfriamento adicional. O sistema de resfriamento para MIRI inclui um pré-resfriador de tubo de pulso e um trocador de calor Joule-Thomson Loop . Isso permite que o MIRI seja resfriado a uma temperatura de 7 kelvins durante as operações no espaço.
Visão geral
O espectrógrafo pode observar comprimentos de onda entre 4,6 e 28,6 mícrons e tem quatro canais separados, cada um com suas próprias grades e divisores de imagem. O campo de visão do espectrógrafo é de 3,5 por 3,5 segundos de arco.
O gerador de imagens tem uma escala de placa de 0,11 segundos de arco / pixel e um campo de visão de 74 por 113 segundos de arco. Anteriormente, no desenvolvimento, o campo de visão seria de 79 por 102 segundos de arco (1,3 por 1,7 minuto de arco ). O canal de imagem possui dez filtros disponíveis e os detectores são feitos de silício dopado com arsênio ( Si : As ). Os detectores têm resolução de 1024x1024 pixels e são chamados de Módulos de Plano Focal ou FPMs.
Durante 2013 e terminando em janeiro de 2014, o MIRI foi integrado ao Integrated Science Instrument Module (ISIM). O MIRI foi aprovado nos testes Cryo Vac 1 e Cryo Vac 2 como parte do ISIM nos anos 2010. O MIRI foi desenvolvido por um consórcio internacional.
O MIRI é conectado ao ISIM por uma estrutura hexápode de fibra de carbono e plástico, que o conecta à espaçonave, mas também ajuda a isolá-lo termicamente. (veja também plástico reforçado com fibra de carbono )
Resumo das peças:
- Ótica do espectrômetro
- Spectrometer Main Optics (SMO)
- Spectrometer Pre Optics (SPO)
- Matrizes de plano focal
- Módulo de calibração de entrada óptica (IOC)
- Espelho Pick-off
- Fonte de calibração para termovisor
- Tampa de controle de contaminação (CCC)
- Hexapod CFRP
- Imager
- Fatiadores de imagem
- Área coberta
A maior parte do MIRI está localizada na estrutura principal do ISIM, no entanto, o cri resfriador está na região 3 do ISIM, que está localizado no ônibus espacial (JWST) .
O módulo Imager do MIRI também inclui um espectrômetro de baixa resolução que pode realizar espectroscopia de fenda longa e sem fenda de comprimento de onda de luz de 5 a 12 μm. O LRS usa prismas Ge ( germânio metálico) e ZnS ( sulfeto de zinco ) para causar dispersão espectroscópica.
Criooler
Para permitir observações de infravermelho médio dentro do JWST, o instrumento MIRI tem um sistema de resfriamento adicional. Funciona mais ou menos como a maioria dos refrigeradores ou condicionadores de ar: um fluido é levado a uma temperatura fria na seção quente e enviado de volta para a seção fria, onde absorve o calor, depois volta para o condensador. Uma fonte de calor é o calor que sobra da espaçonave, mas outra é a própria eletrônica da espaçonave, alguns dos quais estão próximos dos instrumentos reais para processar dados de observações. A maioria dos componentes eletrônicos está no ônibus da espaçonave, muito mais quente, mas alguns dos componentes eletrônicos precisavam estar muito mais próximos, e grandes extensões foram tomadas para reduzir o calor que produzem. Ao reduzir a quantidade de calor que os componentes eletrônicos geram no lado frio, menos calor precisa ser removido.
Neste caso, o criooler JWST reside no ônibus da nave espacial e possui linhas de refrigerante que vão para o instrumento MIRI, resfriando-o. O resfriador criogênico tem um radiador de calor no ônibus da espaçonave para emitir o calor que coleta. Nesse caso, o sistema de resfriamento usa gás hélio como refrigerante .
O cri resfriador JWST é baseado originalmente no cri resfriador TRW ACTDP. No entanto, o JWST teve que desenvolver uma versão para lidar com cargas térmicas mais altas. Ele tem um refrigerador de tubo de pulso de vários estágios que resfria um refrigerador ainda mais potente. Esse é um compressor de movimento linear estilo Oxford que alimenta um loop JT. Seu objetivo é resfriar o instrumento MIRI até 6 kelvins (−448,87 ° F ou −267,15 ° C). O ISIM está a cerca de 40 K (devido à proteção solar) e há um escudo de radiação MIRI dedicado além do qual a temperatura é de 20 K. O loop JT é um trocador de calor de loop Joule-Thomson .
Diagramas
A região 3 está dentro do ônibus espacial da JWST
Veja também
- Telescópio Espacial Spitzer ( telescópio espacial de infravermelho médio da NASA lançado em 2003, ele não conseguia ver tão profundamente no infravermelho quando seu suprimento de refrigerante foi esgotado em 2009)
- Wide-field Infrared Survey Explorer (telescópio infravermelho)
- Lista dos maiores telescópios infravermelhos (inclui exemplos de observatórios espaciais que foram projetados para comprimentos de onda semelhantes)
- Jovian Infrared Auroral Mapper (espectrômetro IR Imaging no orbitador Juno Jupiter)
- Câmera infravermelha de matriz (Spitzer próximo à câmera infravermelha média)