적외선 우주 관측소

Infrared Space Observatory
적외선 우주 관측소
이름ISO
교환입니다.ISAS와 NASA가 크게 공헌한 ESA
COSPAR ID1995-062a Edit this at Wikidata
새캣23715
웹 사이트ESA 과학에서의 ISO
미션 기간28개월 22일
우주선 속성
제조원아에로스파셜
볼륨 질량2498 kg
임무 개시
발매일1995년 11월 17일(UTC) 01:20(1995-11-17T01:20Z)
로켓아리안 4 4P
발사장소ELA-2
궤도 파라미터
레퍼런스 시스템지구 중심
정권고타원형
근지 고도1000km
아포기 고도70600km
기간24시간
궤도선
주된
유형리체이-크레티엔
직경60cm
초점 거리900 cm, f/15
파장2.4~240 마이크로미터(표준)
ISO legacy mission insignia
ISO 미션의 레거시 ESA 휘장

적외선 우주관측소(ISO)는 유럽우주국(ESA)이 ISAS(현재는 JAXA의 일부)와 NASA와 협력하여 설계하고 운영하는 적외선용 우주망원경이다.ISO는 2.5마이크로미터에서 240마이크로미터 파장의 적외선을 연구하도록 설계되었으며 1995년부터 1998년까지 [1]운영되었다.

4억 8,010만 유로의 위성은 1995년 11월 17일 프랑스령 기아나의 쿠루 근처의 기아나 우주 센터에 있는 ELA-2 발사대에서 발사되었다.아리안 44P 로켓인 이 발사체는 ISO를 고도로 타원형의 지구중심 궤도에 성공적으로 올려놓았고, 24시간마다 지구 주위를 한 바퀴 돈다.리체이-크레티엔 망원경의 기본 거울은 지름이 60cm였고 초유체 헬륨을 통해 1.7Km로 냉각되었다.ISO 위성은 2.5~240마이크로미터의 영상과 측광, 2.5~196.8마이크로미터의 분광학이 가능한 4개의 기구를 포함하고 있다.

ESA와 적외선 처리 분석 센터는 미션에서 최고의 품질 교정 및 데이터 감소 방법을 도출하기 위해 데이터 파이프라인과 전문 소프트웨어 분석 도구를 개선하기 위해 노력하였습니다.IPAC는 사내 방문 및 워크샵을 통해 ISO 옵서버 및 데이터 아카이브 사용자를 지원합니다.

역사와 발전

1983년, 미국-네덜란드-영국 IRAS는 적외선 파장에서 사상 처음으로 '전천문학'을 실시함으로써 우주 기반의 적외선 천문학을 시작했다.그 결과 적외선 하늘 지도는 IRAS의 후계자들이 탐사하기를 기다리는 약 35만 개의 적외선 광원을 정확히 찾아냈다.1979년 IRAS는 계획 단계였으며, IRAS의 예상 결과에 따라 같은 해 ESA에 ISO를 최초로 제안하게 되었다.적외선 검출기 기술이 빠르게 개선됨에 따라 ISO는 훨씬 개선된 감도와 분해능으로 약 30,000개의 적외선 선원에 대한 상세한 관찰 결과를 제공할 예정이었다.ISO는 IRAS에 비해 12마이크로미터에서 감도가 1000배, 각도 분해능이 100배 향상되었습니다.

다수의 후속 연구 결과 1983년 ESA 과학 프로그램의 다음 편으로 ISO가 선정되었다.다음으로 과학계에 실험과 미션 사이언티스트 제안을 요청하여 1985년 과학 기구를 선정하였다.선택된 네 개의 기구는 프랑스, 독일, 네덜란드, 영국의 연구팀에 의해 개발되었다.

이 위성의 설계와 개발은 1986년 아에로스파티알레의 우주사업부(현재 탈레스 알레니아 스페이스에 흡수됨)가 새로운 위성의 제조, 통합 및 테스트를 담당하는 32개 회사의 국제 컨소시엄을 이끌면서 시작되었다.마지막 조립은 칸 만델리외 우주 센터에서 이루어졌다.

위성

적외선 우주 관측소 궤도 애니메이션
적외선 우주 관측소· 지구

ISO의 기본 설계는 직전의 ISO의 설계에 큰 영향을 받았습니다.IRAS와 마찬가지로 ISO는 2개의 주요 컴포넌트로 구성되어 있습니다.

  • 망원경을 고정하는 대형 저온탑과 4개의 과학 기구로 구성된 페이로드 모듈.
  • 서비스 모듈, 전력, 열 제어, 자세 및 궤도 제어 및 통신을 제공하여 페이로드 모듈의 활동을 지원합니다.

이 탑재 모듈은 또한 원뿔형 태양 가리개와 두 개의 큰 별 추적기를 가지고 있어 유영이 망원경에 도달하는 것을 막았다.후자는 자세 및 궤도 제어 서브시스템(AOCS)의 일부로, 1초의 포인팅 정확도로 ISO의 3축 안정화 기능을 제공했다.그것은 태양과 지구 센서, 앞서 언급한 별 추적기, 망원경 축의 사분면 별 센서, 자이로스코프 및 반응 바퀴로 구성되었다.히드라진 추진제를 사용한 보완 반응 제어 시스템(RCS)은 발사 직후 궤도 방향과 미세 조정을 담당했다.전체 위성은 무게가 2500kg 미만으로 높이 5.3m, 폭 3.6m, 깊이 2.3m였다.

서비스 모듈은 모든 따뜻한 전자제품과 히드라진 추진제 탱크를 장착하고 서비스 모듈에 장착된 선실드의 선포인트 측에 장착된 태양 전지를 통해 최대 600와트의 전력을 공급했습니다.서비스 모듈 하부는 발사체를 위한 하중 지지형 링 모양의 물리적 인터페이스를 자랑합니다.

페이로드 모듈의 크라이오스탯은 2268리터의 초유체 헬륨이 탑재된 트로이덜 탱크를 포함하는 대형 디워로 망원경과 과학 기구를 둘러쌌다.헬륨의 느린 증발에 의한 냉각은 망원경의 온도를 3.4 K 미만으로, 과학 기구의 온도를 1.9 K 미만으로 유지시켰다.이러한 매우 낮은 온도는 과학 기구들이 우주 근원에서 나오는 적은 양의 적외선을 감지할 수 있을 만큼 충분히 민감하게 반응하기 위해 요구되었습니다.이러한 극단적인 냉각이 없다면, 망원경과 기구들은 먼 곳에서 희미한 적외선 방출보다는 그들 자신의 강렬한 적외선 방출만을 볼 것이다.

광학 망원경

ISO 망원경은 트로디얼 헬륨 탱크의 바닥 쪽 근처에 있는 디워의 중심선에 설치되었다.유효 입구 동공 60cm, 초점거리비 15, 초점거리 900cm의 리체이-크레티엔형이었다.특히 망원경의 시야 밖에 있는 밝은 적외선 광원에 대한 매우 엄격한 제어는 과학 기구의 보장된 감도를 보장하기 위해 필요했다.차광막, 망원경 내부의 배플 및 크라이오스타트 상단의 차광막의 조합은 부유광으로부터 완전한 보호를 실현했습니다.게다가 ISO는 태양, 지구, 달에 너무 가까이서 관측하는 것이 제한되었다. 즉, 모든 주요 적외선 복사원이다.ISO는 항상 태양으로부터 60도에서 120도 사이를 가리켰고 지구와 77도 이상, 달과 24도 이상, 목성과 7도 이하를 가리킨 적이 없었다.이러한 제한은 항상 하늘의 약 15%만 ISO에서 사용할 수 있다는 것을 의미했다.

망원경의 주 거울 뒤에 있는 피라미드 모양의 거울은 적외선을 4개의 기구에 분배하여 각각 망원경의 20 아크 분 시야 중 3 아크 분 구간을 제공하였다.따라서, 같은 우주 물체를 다른 기기로 가리킨다는 것은 전체 ISO 위성을 재지정한다는 것을 의미했다.

ISO에서 LWS 계측기를 위한 비행 스페어

인스트루먼트

ISO는 적외선 관측을 위한 네 가지 과학 기구를 탑재했습니다.

  • 적외선 카메라(ISOCAM) – 2개의 다른 검출기로 2.5~17마이크로미터 파장을 커버하는 고해상도 카메라입니다.가시광선 카메라처럼 그것은 천체 사진을 찍지만, 그 이미지는 그 물체가 적외선으로 어떻게 보이는지를 보여준다.
  • 광편광계(ISOPOT) – 천체에서 방출되는 적외선의 편광을 측정하도록 설계된 기기입니다.2.4~240마이크로미터의 매우 넓은 파장은 이 기구가 심지어 성간 먼지 구름과 같은 가장 차가운 천체들의 적외선 방출을 볼 수 있게 했다.
  • 단파 분광계(SWS) – 2.4~45마이크로미터 파장을 커버하는 분광계.이 기구를 이용한 관측은 우주의 화학적 구성, 밀도, 온도에 대한 귀중한 정보를 제공했다.
  • 장파 분광계(LWS) – 45~196.8마이크로미터 파장을 커버하는 분광계.이 기기는 기본적으로 SWS와 같은 기능을 했지만 SWS보다 훨씬 더 차가운 물체를 조사했습니다.이 기기로 별 사이의 차가운 먼지 구름을 연구했습니다.

네 개의 기구는 모두 원통형 공간의 80도 세그먼트를 차지하는 원형 배열로 망원경의 주 거울 바로 뒤에 설치되었다.각 기구의 시야는 망원경의 시야 중심축으로 오프셋되었습니다.이것은 모든 악기가 주어진 순간에 하늘의 다른 부분을 봤다는 것을 의미한다.표준 작동 모드에서는 기기 하나가 기본 작동 모드였습니다.

기동 및 운용

매우 성공적인 개발과 통합 단계를 거쳐 1995년 11월 17일 마침내 ISO가 Ariane-44P 발사체를 통해 궤도에 올랐다.발사체의 성능은 예상보다 43km나 낮아서 매우 좋았다.독일 다름슈타트에 있는 ESA의 우주 운영 센터는 비행 첫 4일 동안 ISO를 완전히 통제했다.초기 시운전 후 ISO에 대한 1차 제어권은 스페인 비야프랑카(VILSPA)에 있는 우주선 제어 센터(SCC)로 넘겨졌다.발사 후 첫 3주 동안 궤도는 미세 조정되었고 모든 위성 시스템이 활성화되고 테스트되었습니다.크라이오스타트의 냉각은 이전에 계산한 것보다 더 효율적이라는 것이 입증되었기 때문에 예상 임무 기간이 24개월로 연장되었습니다.11월 21일부터 11월 26일까지 네 개의 과학 기구를 모두 켜고 철저히 점검했다.1995년 12월 9일부터 1996년 2월 3일까지 모든 계측기의 시운전 및 문제 수정을 전담하는 '퍼포먼스 검증 단계'가 실시되었습니다.정기적인 관측은 1996년 2월 4일부터 시작되어 1998년 4월 8일 마지막 헬륨 냉각수가 고갈될 때까지 지속되었다.

ISO 궤도의 근점은 반 앨런 방사선 벨트 안쪽에 위치했고, 방사선 벨트를 통과할 때마다 과학 기기를 7시간 동안 강제로 꺼야 했다.따라서, 각 궤도에 17시간이 남아 과학적 관찰을 했다.ISO의 일반적인 24시간 궤도는 6단계로 나눌 수 있습니다.

  • 스페인 VILSPA의 주요 임무 제어 센터에 의한 신호 획득(AOS) 및 위성 활성화.
  • VILSPA 기간 중 과학 작업은 근지점 4시간 후에 시작하여 최대 9시간 동안 지속됩니다.
  • 골드스톤에 있는 2차 임무통제센터로 작전 인계.이 15분 동안 과학 기구들은 작동할 수 없었다.
  • 골드스톤 창구에서의 과학 작업은 최대 8시간 동안 진행됩니다.
  • Goldstone의 Van Allen 방사선 벨트와 Loss-of-Signal(LOS) 접근 시 계측기의 비활성화.
  • 근지점 통과.

IRAS와 달리 과학 데이터는 나중에 지상으로 전송하기 위해 ISO에 기록되지 않았다.과학 데이터와 하우스키핑 데이터를 포함한 모든 데이터가 실시간으로 전송되었습니다.ISO 궤도의 근지점은 VILSPA와 Goldstone 둘 다에 있는 미션 컨트롤 센터의 무선 지평선 아래에 있었기 때문에, 근지점에서 과학 기기를 끄도록 강요받았다.

임무 종료

1998년 4월 8일 07:00 UTC, VILSPA의 비행 관제사들은 망원경의 온도 상승을 알아차렸다.이것은 초유체 헬륨 냉각수의 부하가 감소했다는 분명한 신호였다.이날 23시 7분(UTC)에는 과학기기의 온도가 4.2도 이상으로 상승해 과학관측을 중단했다.SWS 계측기의 일부 검출기는 더 높은 온도에서 관측할 수 있었고 추가로 300개의 별을 세부적으로 측정하기 위해 150시간 동안 사용되었습니다.냉각수가 고갈된 다음 달에 '기술 테스트 단계(TTP)'가 시작되어 비공칭 조건에서 위성의 여러 요소를 테스트했습니다.TTP 완료 후, ISO 궤도의 근점은 정지 후 20~30년 이내에 지구 대기권에서 ISO가 연소할 수 있을 정도로 충분히 낮아졌다.ISO는 1998년 5월 16일 12:00 UTC에 영구적으로 꺼졌습니다.

결과.

평균적으로 ISO는 각 24시간 궤도에서 45개의 관측을 수행했다.ISO는 900개 이상의 궤도를 평생 동안 26,000개 이상의 과학적 관찰을 성공적으로 수행했습니다.ISO에 의해 생성된 방대한 양의 과학 데이터는 2006년까지 광범위한 아카이브 활동의 대상이 되었습니다.완전한 데이터 세트는 1998년부터 과학계에서 이용 가능하며, 많은 발견이 이루어졌으며, 아마도 더 많은 발견이 있을 것입니다.

  • ISO는 항성 형성 영역, 수명이 다한 별 주변, 은하 중심과 매우 가까운 소스, 태양계의 행성 대기 및 오리온 성운에서 수증기의 존재를 감지했습니다.
  • 행성 형성은 늙고 죽어가는 별 주변에서 감지되었다.이 발견은 행성 형성이 젊은 별 주변에서만 가능하다는 이론과 모순된다.
  • 불화수소가스는 성간 가스 구름에서 처음으로 검출되었다.
  • 항성 형성의 가장 초기 단계를 최초로 발견한 것입니다.성간 전핵 L1689B는 ISO의 LWS 기기로 매우 상세하게 발견되어 연구되었다.
  • ISO는 이전에 생각되었던 은하 사이의 빈 공간에서 다량의 우주 먼지를 발견했습니다.
  • 우주에서 가장 밝은 물체인 Arp 220을 관찰한 결과, 적외선 방사선의 엄청난 방출의 근원은 별 형성의 폭발이라는 것이 밝혀졌습니다.
  • LWS 기기로 관측한 결과 IRAS가 주로 적외선 속에서 매우 차가운 탄화수소를 방출하는 대형 구름 모양의 구조를 발견한 것이 확인되었습니다.이 적외선 권운은 은하계 냉장고 역할을 하면서 전 우주의 에너지 균형에 영향을 미칩니다.
  • ISO는 행성 형성의 첫 단계로 간주되는 별 주위의 고리 또는 물질 원반을 검색하여 여러 원시 행성계 원반을 발견했다.
  • ISO는 대기의 화학적 구성을 결정하기 위해 태양계의 몇몇 행성들에 민감한 기구들을 가리켰다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ "ESA's Infrared Space Observatory (ISO)". ESA – European Space Agency. Retrieved 1 February 2017.

외부 링크