MIRI(중간 적외선 기기)

MIRI (Mid-Infrared Instrument)
미리
ISIM, 2013에 통합되는 MRI
테스트 중인 MRI의 냉각 시스템
MIRI는 2012년 Goddard 우주 비행 센터에서 등급 미지정
JWST 계측기 인포그래픽 및 파장별 광도 관측 범위

MIRI(Mid-Infraid Instrument)는 제임스 웹 우주 망원경에 있는 기구다.[1] MIRI는 카메라와 분광기로 5~28미크론에서 중·장기 적외선 방사선을 관측한다.[1] 그것은 또한 코로나그래프를 가지고 있는데, 특히 외부 행성을 관찰하기 위한 것이다.[2] 웹에 있는 다른 대부분의 기기는 적외선 또는 심지어 주황색 가시광선만큼 짧을 때부터 볼 수 있는 반면, MRI는 더 긴 파장 빛을 볼 수 있다.[1]

MRI는 비소가 도핑된 실리콘 배열을 사용하여 이러한 파장에서 관측한다.[1] 이미저는 넓은 시야를 위해 설계되었지만 분광기는 작은 시야를 가지고 있다.[1] 긴 파장을 보기 때문에 다른 기기보다 더 차갑게 해야 하기 때문에(적외선 천문학 참조), 추가적인 냉각 시스템을 갖추고 있다.[1] MRI용 냉각 시스템에는 펄스 튜브 예열기와 Joule-Thomson 루프 열 교환기가 포함된다.[1] 이를 통해 우주에서 작업하는 동안 MRI를 7 켈빈 온도로 냉각할 수 있다.[1]

개요

분광기는 4.6~28.6미크론 사이의 파장을 관측할 수 있으며, 4개의 별도 채널을 가지고 있으며 각각 자체적인 만족도와 이미지 슬라이서가 있다.[2] 분광기의 시야는 3.5 x 3.5 아크초이다.[2]

이미저는 0.11 아크초/픽셀의 플레이트 스케일과 74 x 113 아크초의 시야를 가지고 있다.[3] 개발 초기에는 시야가 79 X 102 아크초(1.3 X 1.7 아크민)가 될 예정이었다.[2] 영상 채널은 10개의 필터를 사용할 수 있으며 검출기는 비소 도포 실리콘(Si:As)으로 만들어진다.[1] 검출기(이미저용 1개, 분광계용 2개)는 각각 분해능이 1024x1024픽셀이며, 이를 초점면 모듈 또는 FPM이라고 한다.[4]

2013년 이후 2014년 1월 마감한 MRI는 통합과학기기모듈(ISIM)으로 통합됐으며,[5] 2010년대 ISIM의 일환으로 크라이오 바크 1과 크라이오 바크 2 테스트를 성공적으로 통과했다.[5] MIRI는 국제 컨소시엄에 의해 개발되었다.[5]

MIRI는 탄소 섬유와 플라스틱 육각 구조로 ISIM에 부착되어 있어 우주선에 부착되지만 열적으로 분리하는 데도 도움이 된다([1]탄소 섬유 강화 플라스틱 참조).

부품 요약:[6]

  • 분광계 광학
    • 분광계 주 광학(SMO)[4]
    • 분광계 프리광학(SPO)[4]
  • 초점 평면 배열
  • 입력-광학 보정 모듈(IOC)[4]
    • 픽오프 미러[4]
    • 이미저용[4] 보정 소스
    • 오염 제어 커버(CCC)[4]
  • CFRP 육각류
  • 이미저
  • 이미지 슬라이서
  • 갑판

MIRI의 대부분은 ISIM의 주요 구조에 위치하지만 극저온기는 우주선 버스에 위치한 ISIM의 영역 3에 위치한다.[7]

MRI의 이미저 모듈에는 5~12μm 광파장에서 장슬릿과 슬릿리스 분광기를 수행할 수 있는 Low Resolution Spectrometer도 포함되어 있다.[8] LRS는 Ge(게르마늄 금속)와 ZnS(진크황화물) 프리즘을 사용해 분광 분산을 일으킨다.[8]

크라이오쿨러

JWST 내에서 중간 적외선 관측을 허용하기 위해 MRI 기기에는 추가 냉각 시스템이 있다. 그것은 대부분의 냉장고나 에어컨이 작동하는 방식과 거의 비슷하다: 액체를 따뜻한 부분에서 차가운 온도로 내려와서 열을 흡수하는 차가운 부분으로 다시 보내면 콘덴서로 돌아간다. 열의 한 원천은 우주선의 좌초열이지만, 또 다른 원천은 우주선 자체 전자장치인데, 그 중 일부는 관측 데이터를 처리하기 위한 실제 기구에 가깝다. 대부분의 전자제품은 훨씬 더 따뜻한 우주선 버스 안에 있지만, 전자제품의 일부는 훨씬 더 가까이 있어야 했고, 그들이 생산하는 열을 줄이기 위해 많은 시간이 걸렸다. 전자제품이 차가운 쪽에서 열을 얼마나 내는지를 줄임으로써, 열을 덜 제거할 필요가 있다.

이 경우 JWST 극저온 냉각기는 우주선 버스에 상주하며 MRI 기기로 가는 냉각선을 가지고 있어 냉각시킨다. 극저온 냉각기는 우주선 버스에 열 라디에이터를 장착하여 수집된 열을 방출한다.[9] 이 경우 냉각 시스템은 헬륨 가스를 냉매로 사용한다.

JWST 극저온 냉각기는 원래 TRW ACTDP 극저온 냉각기를 기반으로 한다.[9] 그러나 JWST는 더 높은 열부하를 처리하기 위한 버전을 개발해야 했다.[10] 다단 맥동관 냉장고가 있어 더욱 강력한 쿨러를 오싹하게 한다.[9] 그것은 J-T 루프를 작동시키는 선형 모션 옥스퍼드 스타일의 압축기다.[10] 목표는 MRI 기기를 6 켈빈(-448.87°F 또는 -267.15°C)[9]까지 냉각시키는 것이다. ISIM은 약 40K(태양 차폐로 인해)에 있으며, 온도가 20K 이상인 전용 MRI 방사선 차폐가 있다.[9] J-T 루프는 줄-이다.Thomson 루프 열 교환기.[1]

도표

  • 위치와 관련된 여러 시스템 간의 연결을 보여주는 MIRI와 그 냉각기 다이어그램.
    지역 3은 JWST의 우주선 버스 안에 있다.

  • 크라이오쿨러가 없는 MRI 기기의 색상 코드 및 라벨 다이어그램

  • ISIM을 강조 표시하는 다이어그램으로, 계측기의 열 차폐 반대편에 있는 우주선 버스에서 MRI 사이크로쿨러(ISIM 영역 3의 색상 코드 파란색)의 위치를 표시한다.

참고 항목

참조

  1. ^ a b c d e f g h i j k "The James Webb Space Telescope". Retrieved 5 December 2016.
  2. ^ a b c d "MIRI - the mid-infrared instrument on JWST". Retrieved 5 December 2016.
  3. ^ Bouchet, Patrice; García-Marín, Macarena; Lagage, P.-O.; Amiaux, Jérome; Auguéres, J.-L.; Bauwens, Eva; Blommaert, J. A. D. L.; Chen, C. H.; Detre, Ö. H.; Dicken, Dan; Dubreuil, D.; Galdemard, Ph.; Gastaud, R.; Glasse, A.; Gordon, K. D.; Gougnaud, F.; Guillard, Phillippe; Justtanont, K.; Krause, Oliver; Leboeuf, Didier; Longval, Yuying; Martin, Laurant; Mazy, Emmanuel; Moreau, Vincent; Olofsson, Göran; Ray, T. P.; Rees, J.-M.; Renotte, Etienne; Ressler, M. E.; et al. (2015). "The Mid-Infrared Instrument for the James Webb Space Telescope, III: MIRIM, the MIRI Imager". Publications of the Astronomical Society of the Pacific. 127 (953): 612–622. arXiv:1508.02488. doi:10.1086/682254.
  4. ^ a b c d e f g "Instrument". Retrieved 5 December 2016.
  5. ^ a b c "MIRI - Mid Infrared Instrument". Retrieved 5 December 2016.
  6. ^ "MIRI for JWST". Retrieved 5 December 2016.
  7. ^ NASA JWST 통합 과학 계기 모듈(ISIM - 2016년 12월 12일 액세스)
  8. ^ a b [1]
  9. ^ a b c d e "6K MIRI Cryocooler". www2.jpl.nasa.gov. Retrieved 2017-01-21.
  10. ^ a b "6K MIRI Cryocooler". www2.jpl.nasa.gov. Retrieved 2017-05-07.

외부 링크