Observatório Espacial Infravermelho

Observatório Espacial Infravermelho Telescópio Espacial Infravermelho
Descrição desta imagem, também comentada abaixo O instrumento LWS do telescópio ISO. Dados gerais
Organização ESA
Construtor Aeroespacial (Nantes)
Programa Horizon 2000
Campo Telescópio infravermelho
Tipo de missão Observatório espacial
Status Missão completada
Outros nomes ISO
Lançar 17 de novembro de 1995 às 01:20 UT
Lançador Ariane 4 (44P)
Fim da missão 16 de maio de 1998
Duração 18 meses (missão primária)
Identificador COSPAR 1995-062A
Local [1]
Características técnicas
Missa no lançamento 2.400 kg
Controle de atitude Estabilizado em 3 eixos
Órbita
Órbita Órbita geossíncrona
Periapsis 1.000 km
Apoapsis 70.500 km
Período 24 horas
Inclinação 5,25 °
Telescópio
Modelo Ritchey-Christian
Diâmetro 60 cm
Focal f / 15
Campo 20 '
Comprimento de onda 2 a 200 µm )
Instrumentos principais
ISOCAM 2 câmeras infravermelhas de 2,5-17 µm
ISOPHOT Fotopolarímetro de imagem 2,5-240 µm
SWS 2,5-45? M espectrómetro
LWS Espectrômetro de 45-197 µm

ISO ( sigla para Infrared Space Observatory, ou seja, infravermelho espacial observatório) é um telescópio espacial de observação no infravermelho médio e distante (entre 2,5 e 240 µm ) desenvolvido pela Agência Espacial Europeia e colocado em órbita emNovembro de 1995. Até que pare emMaio de 1998, A ISO permite observar duas categorias de objetos em particular: galáxias luminosas em infravermelho distante e nuvens moleculares , como rho-Ophiuchus ou a nebulosa de Orion . Sucessor do IRAS que inaugura a observação infravermelha no espaço ao realizar uma varredura completa do céu que permite identificar um grande número de fontes infravermelhas, o ISO é o primeiro telescópio infravermelho capaz de realizar observações detalhadas dessas fontes.

Contexto

A radiação infravermelha é emitida por qualquer objeto que libere calor. Mesmo objetos frios irradiam infravermelho. Por isso, o infravermelho permite observar objetos que não podem ser detectados na luz visível, como as nuvens de gás presentes no meio interestelar, que desempenham um papel fundamental no nascimento das estrelas . Mas grande parte da radiação infravermelha é bloqueada pela atmosfera terrestre . DentroNovembro de 1983, IRAS é o primeiro telescópio capaz de observar no infravermelho lançado ao espaço. Resultado de uma colaboração entre a NASA , a Holanda e o Reino Unido , ele identifica 250.000 fontes infravermelhas estudando grandes porções do céu.

Progresso do projeto

Desenvolvimento

A Agência Espacial Europeia está propondo o projeto ISO emMarço de 1979. Após vários estudos, o projeto ISO foi selecionado em 1983 como a missão “pedra angular” do programa científico Horizon 2000 . Os instrumentos científicos de bordo são objeto de um convite à apresentação de propostas emJulho de 1984. Quatro instrumentos são selecionados emJunho de 1985. O desenvolvimento do satélite está a cargo da empresa Aérospatiale ( Centre space de Cannes - Mandelieu ), atual Thales Alenia Space . A equipe industrial inclui 32 empresas, incluindo DASA ( Alemanha ) responsável pela carga útil, Linde AG responsável pelo subsistema de resfriamento usando hélio líquido , Aérospatiale ( França ) para o telescópio, CASA ( Espanha ) para a estrutura do módulo de serviço, subsistema térmico e fiação e Fokker ( Holanda ) para controle de atitude . Cerca de dez países fornecem os vários componentes de instrumentos científicos.

Fase operacional

O telescópio ISO é colocado em sua órbita em 17 de novembro de 1995por um lançador Ariane 4 tipo 44P lançado do Centro Espacial da Guiana . O satélite opera nominalmente contanto que possui reservas de hélio líquido para arrefecer os instrumentos abaixo - 269  ° C . A missão termina em8 de abril de 1998quando o hélio evaporou completamente. Uma vez esgotado, as observações parciais ainda são realizadas por mais 150 horas usando o instrumento SWS que pode operar sem uma fonte de frio. Vários testes são realizados antes do desligamento final do satélite em16 de maio. O satélite deve reentrar 20 a 30 anos após a interrupção das operações. A missão dura 30 meses, ou 12 meses a mais do que o previsto, o que permite observar a região de Orion / Taurus, muito importante do plano científico, acessível apenas durante esta extensão não planejada. O desempenho do satélite acabou sendo muito melhor do que o esperado com uma precisão de apontamento de um segundo de arco (10 vezes melhor do que o solicitado) e instabilidade de apontamento após 30 segundos de 2,7 segundos de arco, ou seja, cinco vezes melhor do que o esperado. 98% dos objetivos prioritários são cumpridos e a disponibilidade do telescópio é de 98,3% do tempo alocado para operações científicas. Durante a missão, 27.000 observações individuais são feitas.

Processamento de dados subsequente

O projeto não termina com a cessação das operações de satélite. Todos os dados são processados ​​usando todos os dados de calibração coletados durante a missão. Os dados resultantes são disponibilizados para a comunidade astronômica pordezembro de 1998 e todos os dados entraram no domínio público em Agosto de 1999. De 2002 a 2006, os dados são novamente processados ​​para constituir o arquivo ISO final.

Objetivos científicos

Os seguintes assuntos são objeto de observações da ISO:

Características

ISO é um satélite de 2,4 toneladas com 5,3 metros de comprimento e cerca de 3 metros de diâmetro. Inclui um telescópio com espelho primário de 0,6 metro de diâmetro, um criostato cheio de hélio para resfriar os detectores a uma temperatura próxima a 0 Kelvin , quatro instrumentos científicos e uma plataforma que reúne os equipamentos que permitem o funcionamento do satélite.

Plataforma

A plataforma inclui:

Criostato

O criostato mantém os instrumentos científicos e o telescópio a uma temperatura entre 1,8 e 4 K por um período de 18 meses. O criostato contém 2.250  litros de hélio supercrítico 2 resfriado a uma temperatura de 1,8 K. Alguns detectores de instrumentos são conectados diretamente ao tanque de hélio, enquanto outros são resfriados pelos gases produzidos pela evaporação do hélio. 'Hélio.

Parte ótica

A carga útil inclui um telescópio Ritchey-Chrétien com uma abertura efetiva de 60 centímetros de diâmetro e uma distância focal de f / 15. O campo óptico é de 20 minutos de arco . A luz que atinge o espelho primário é enviada ao espelho secundário suspenso acima do espelho primário por um tripé. Este, por sua vez, envia o feixe de luz para uma abertura localizada no centro do espelho primário. Atrás dele está um espelho em forma de pirâmide que corta o feixe de luz em quatro subconjuntos que são enviados a 90 ° do eixo óptico para os quatro instrumentos científicos montados na periferia. Cada instrumento pode receber uma imagem de arco de 3 minutos centrada em torno de um eixo de 8,5 minutos de arco do eixo do telescópio. Os espelhos primário e secundário são feitos de sílica fundida para otimizar a difração .

Instrumentos científicos

Os quatro instrumentos científicos de bordo são:

Implementação

Órbita ISO

O telescópio ISO opera em uma órbita terrestre de 24 horas de altura com um apogeu de 70.500  km e um perigeu de 1.000  km . Em cada órbita, a posição das estações terrestres é, portanto, sempre apresentada de acordo com o mesmo diagrama. Quando o satélite está localizado próximo à Terra, portanto dentro dos cinturões de Van Allen , os instrumentos não são utilizados porque a radiação gerada pelos elétrons e prótons aprisionados pelos cinturões torna os instrumentos científicos inutilizáveis. Antes do lançamento da missão, está determinado que, durante um período de 24 horas, o telescópio pode ser usado por 16 horas. Após o lançamento e análise dos resultados, o período de uso é estendido em 40 minutos (a partir da revolução 66), mas subsequentemente reduzido para 66 minutos (a partir da revolução 204) para o instrumento LWS mais fortemente afetado por radiação. O telescópio espacial é seguido sucessivamente por duas antenas parabólicas que recebem estações terrestres: a estação Villafranca ( Espanha ) pertencente à ESA e a estação Goldstone da NASA localizada na Califórnia . Uma órbita coberta em 24 horas compreende 6 fases:

Restrições de observação

Para minimizar as mudanças térmicas que afetam o telescópio e permitir o funcionamento ideal dos painéis solares responsáveis ​​pelo fornecimento de energia elétrica, o eixo do telescópio ISO é orientado de forma a manter um ângulo mínimo em relação aos principais corpos visíveis que limita em cerca de 10-15% o parte do céu observável em um determinado momento:

Conduta de operações

A ISO não possui uma memória de massa que permite armazenar os dados coletados por seus instrumentos e instruções para apontar e usar os instrumentos. A operação do satélite é, portanto, controlada em tempo real a partir do centro de controle que está instalado em Villafranca na Espanha próximo à principal antena receptora utilizada. As instruções enviadas ao telescópio são preparadas com antecedência de forma a limitar o tempo de inatividade vinculado à orientação do telescópio e ao mesmo tempo respeitar as regiões do céu proibidas devido à proximidade de corpos celestes de grande luminosidade (Sol, Terra, etc. ..).

Seleção de observações

Cerca de 45% do tempo é reservado para equipes de cientistas que desenvolveram os instrumentos científicos, bem como para os parceiros internacionais ( NASA , ISAS ) do projeto. O restante do tempo de observação está disponível para a comunidade astronômica dos países membros da Agência Espacial Europeia , Japão e Estados Unidos . Duas chamadas de propostas são lançadas antes de (Abril de 1994) e depois (agosto de 1996) o lançamento da ISO. Cerca de 1.000 propostas com uma média de 50 observações distintas são selecionadas por uma comissão responsável por selecioná-las de acordo com o seu interesse científico. As observações realizadas referem-se ao Sistema Solar (10% do tempo), ao meio interestelar (23%), às estrelas da nossa galáxia (29%), outras galáxias (27%) e à cosmologia (11%).

Resultados

Os instrumentos ISO permitem medir a quantidade de água presente em diversos corpos do Sistema Solar por meio de sua assinatura espectral. Os dados coletados em Júpiter , Saturno e Urano permitem estimar que a atmosfera desses planetas recebe 10  kg de água por segundo sem saber a origem deste. É provável que essa água venha de pequenas partículas liberadas por cometas . A quantidade de água também é medida na Nebulosa de Órion . É muito mais abundante do que o que foi medido até agora nas nuvens interestelares que servem de berçário para estrelas como esta nebulosa: 60 vezes a quantidade de água presente nos oceanos da Terra é formada a cada dia. Esta descoberta pode ter implicações para a origem da água presente no Sistema Solar e na própria Terra com implicações para a modelagem da formação de estrelas.

Ao observar o aglomerado de Coma na constelação do Cabelo de Berenice , a ISO permite descobrir a presença de poeira nas regiões situadas entre as galáxias, em particular no centro do aglomerado de galáxias . Até então, os astrônomos consideram o espaço intergaláctico quase vazio de matéria, com apenas pequenos traços de gás. A observação de poeira implica que o Universo é muito menos transparente do que o esperado, com um impacto significativo na luminosidade aparente de galáxias e quasares distantes.

Sucessores ISO

Os telescópios espaciais infravermelhos sucessores da ISO são:

Notas e referências

Notas


Referências

  1. (em) "  Visão geral ISO  " , ESA (acessado em 2 de janeiro de 2014 )
  2. Manual ISO: Satélite e Missão , p.  13
  3. (em) "  ISO em pós-operações: Visão geral da ISO Missão  " , no site do ESO ESAC , ESA, mas 28 2007 (acessado em 4 de janeiro de 2014 )
  4. (em) "O  infravermelho do telescópio espacial da ESA desliga e limpará a órbita do gelo  " no site ESO ESAC , ESA,18 de maio de 1998(acessado em 4 de janeiro de 2014 )
  5. Manual ISO: Satélite e Missão , p.  4
  6. (em) "  fatos da ISO  " no site ESO ESAC , ESA,7 de julho de 2005(acessado em 4 de janeiro de 2014 )
  7. Manual ISO: Satélite e Missão , p.  49-50
  8. Manual ISO: Satélite e Missão , p.  50-51
  9. Manual ISO: Satélite e Missão , p.  51-54
  10. Manual ISO: Satélite e Missão , p.  58-62
  11. (in) "  ISO> Ciência dos resultados> Sistema solar> Água em todo o universo!  » , ESA (acessado em 4 de janeiro de 2014 )
  12. (em) "  ISO> Resultados da Ciência> Galáctica> Água> Na Nebulosa de Orion  " , ESA (acessado em 4 de janeiro de 2014 )
  13. (in) "  ISO> Science Results> Extragalactic> Dust Amid The Galaxies  " , ESA (acessado em 4 de janeiro de 2014 )

Bibliografia

Documento usado para escrever o artigo : documento usado como fonte para este artigo.

Manual ISO Resultados científicos

Veja também

Artigos relacionados

links externos