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先进巡天照相机

时间:2013-08-30来源:机器视觉网http://shixinhua.com 作者:石鑫华 点击: 999999次

先进巡天照相机

先进巡天照相机是哈柏太空望远镜上的一架第三代轴像仪器,原始的设计和科学功能是由约翰霍普金斯大学的团队制定的。在哥伦比亚号的货舱上组合以前,先由贝尔航太集团和戈达德太空飞行中心进行组装和广泛的测试,并在肯尼迪太空中心经历飞行前最后的检验。他在2002年3月1日在编号为3B(STS-109)的维护任务发射升空,并且在3月7日完成安装。被取代掉的是最后一件的原始仪器,暗天体照相机(FOC)。
 
先进巡天照相机是多功能的仪器,很快就成为哈柏太空望远镜产生影像的主要仪器。他提供好几种超越过去仪器的功能:三个独立的高解析通道,涵盖了紫外线到近红外线区域的光谱;大区域的检测器和量子效应,使哈柏的发现效率增加了10倍;还有丰富和能互补的滤镜、日冕仪、测偏振器和棱栅等功能。先进巡天照相机所承担的观测提供我们前所未有的高灵敏度,例如涵盖广大的范围,从太阳系的行星、彗星到最遥远的类星体的哈柏超深空视场,来体认我们独特的宇宙。
 
在2006年6月,先进巡天照相机因为电子设备失效而失去了工作的能力。在2006年6月30日的早晨,成功切换到另一侧备用的电子设备并启动动力之后,仪器所有的子系统,包括CCD检测器,似乎都能正常的运作。经由遥测技术观察,在另一侧的子系统都没有异常的现象。经过一些工程上的测试之后,先进巡天照相机在2006年7月4日恢复科学上的操作。在2006年9月29日,一个相似的电子设备再度产生缺陷。而2007年1月27日,在备用的系统上更严重的电子缺陷,让望远镜进入了安全模式,而且美国国家航空航天局的工程师相信有些科学功能已经完全损坏了,三个通道中仅剩日盲通道可以使用。在2007年2月,新视野号飞掠木星之际,还用此通道配合木星观测任务的进行。
 

通道和检测器

先进巡天照相机有三个独立的通道,科学任务能从其中具体的选择最合适的通道。在这里简要的叙述这些通道和他们的检测器。
 
广域通道(WFC):这是先进巡天照相机最常被用到的通道,他的检测器是两个相邻接的2048 X 4096画素的CCD,能产制具有科学价值的16.7百万像素影像。广域通道机板上的每个像素对应的视野是0.05",所以他的有效视野是202 " ×202 ",对光谱的探测范围是350至1,100纳米。
 
高解析通道(HRC):有两个可供选择的光抑制遮罩,可以遮蔽明亮的天体光源。 第一个是有两个遮光斑点,可以用指令控制的日冕仪,直径1.8"的斑点位于视野的中心,直径3.0"的则靠近边上。第一个斑点较为常用,例如主体是明亮的恒星或类星体旁的拱星盘时。第二个是位于通道的杜瓦瓶窗口入口,宽0.8”,长5”,被称为法斯梯手指的遮罩。高解析通道的检测器是1024 X 1024的硫碘碲(SITe) CCD,视野(26"x29")比广域通道(WFC)小,但是画素的空间采样(0.025")是广域通道的两倍。在近紫外线的波段(<350纳米)上也比较灵敏。
日盲通道(SBC)由多极板微通道阵列(MAMA)组成的传感器能很好的计数在波长范围在115至170纳米的低背景紫外线光子,它包含光阴极、微通道极板和阳极阵列。他的空间采样是每画素0.030 ",视野是25 " x 25 "。先进巡天照相机的日盲通道实际上是太空望远镜影像摄谱仪(STIS)在2004年8月无法使用后的备品。
 

滤镜和色散

先进巡天照相机有38个分置在3个转轮上的滤镜,第三个转轮由日盲通道专用,另外两个则在高解析通道和广域通道的光路上共同分享。这些滤镜包括11个宽带滤镜、1个中频滤镜、5个窄频滤镜,3个可见光和3个紫外线偏光滤镜;1个高解析通道棱镜和1个580至1100纳米的栅格。有4个的滤镜的带通在近紫外线,所以只能由高解析通道使用。主要的宽带滤镜与地基的史隆数位巡天使用的ugri、和 z滤镜等效。五个线性衰减的滤镜被划分成独立的三段,可以在380纳米至1070纳米提供波长不间断的连续影像,因此可以确保在大范围内观测出红移的发射谱线。只有中间一段适合高解析通道(HRC)。日盲通道的转轮有一个中等带宽的滤镜(Lyα),5个长波滤镜和2个物端棱镜。
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