مطياف نير

أهداف العلمية

وفي هذا السياق، تجميع المجرات : المشاهدات الطيفية للأجسام المتعددة التي ترسل إلينا الأشعة تحت الحمراء القريبة (يتراوح الانزياح الأحمر لها عادةً من 1 إلى 7) بدقة استبيان طيفية حول 1000 مشاهدة لعدد كبير من المجرات و NIRS محلول مكانيًا بدقة طيفية قرابة 1000 و 3000 بوصة من أجل إجراء دراسات مفصلة لعدد أقل من الأجرام.

من جهة ثانية، ولادة النجوم وأنظمة الكواكب : التحليل الطيفي للشق عالي التباين بالأشعة تحت الحمراء القريبة بدقة تباينطيفية تتراوح من 100 إلى عدة آلاف من أجل الحصول على رؤية أكثر اكتمالاً لتكوين وتطور النجوم وأنظمتها الكوكبية.

ومن ناحية أخرى، نهاية العصور المظلمة - الضوء الأول وإعادة التأين : التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء القريبة (NIRS) بدقة تباين طيفية قرابة 100 و 1000 لدراسة مصادر الضوء الأولى (النجوم والمجرات والنوى النشطة) التي تمثل بداية مرحلة إعادة التأين الكون التي يُعتقد أنها حدثت بين الانزياح الأحمر 15-14 و 6.

وفي هذا السياق، أنظمة الكواكب وأصل الحياة : من أجل مراقبة المكونات المختلفة للنظام الشمسي (من الكواكب والأقمار التي تتبعها إلى المذنبات وأجسام حزام كايبر إلى جانب أنظمة الكواكب خارج المجموعة الشمسية، فإن NIRS عالية التباين والمحللة مكانيًا بغرض قياس دقة طيفية متوسطة إلى عالية مع الحفاظ على استقرار طيفي ضوئي نسبي عالي.

Astrium CRISA - أدوات التحكم الإلكترونية والبرمجيات

• Astrium SAS - الدعم الهندسي من كربيد السيليكون (SiC)
• (AIP) - مساهمة برامج المعايرة والتحليل والتحليل السريع للأدوات
• Boostec - صناعة الهياكل والمرايا المصنوعة من كربيد السيليكون
• بصريات كاسيديان:
• تجميع عجلة المرشح
• الجمعية عجلة مقضب
• (CRAL) – Instrument Performance Simulator
• European Space Agency (ESA) – NIRSpec Customer
• Iberespacio – Optical Assembly Cover

أول ضوء وإعادة التأين

ولادة النجوم وأنظمة الكواكب الأولية

تجميع المجرات،

Selex Galileo - آلية إعادة التركيز

من جانب آخر، Surrey Satellite Technology Ltd (SSTL) - وحدة ميدانية متكاملة

ومن ناحية أخرى، Terma - معدات الدعم الأرضي الكهربائية (نظام معالجة البيانات)

أوضاع التشغيل

من جانب آخر، في جهاز MOS يتم تغطية مجال الرؤية الكلي للأداة البالغ 3 × 3 قوسين باستخدام 4 صفائف من أقنعة الشق القابلة للبرمجة. تتكون أقنعة الشق القابلة للبرمجة من 250.000 مصراع صغير حيث يمكن برمجة كل منها على حدة بحيث «تفتح» أو «تغلق». التباين بين الشق «المفتوح» أو «المغلق» أفضل من 1: 2000. إذا تم رصد جسم مثل المجرة في مصراع «مفتوح»، يمكن تشتيت أطياف الضوء المنبعثة من الجسم وتصويرها على مستوى الكاشف. في هذا الوضع يمكن مشاهدة ما يصل إلى 100 جرم سماوي في وقت واحد وقياس الأطياف.

وفي السياق ذاته، من أجل تحقيق الأهداف العلمية، يوجد لدى NIRSpec أربعة أوضاع تشغيلية:

كذلك، يتم استخدام وضع التصوير لاكتساب الهدف فقط. في هذا الوضع، لا يتم وضع أي عنصر مشتت في المسار البصري ويتم تصوير أي كائنات مباشرة على الكاشف. نظرًا لأن مصفوفة microshutter التي تجلس في الخطة البؤرية الوسيطة للأداة يتم تصويرها بشكل متوازٍ، فمن الممكن ترتيب مرصد JWST بحيث تقع أي كائنات يمكن ملاحظتها مباشرة في مركز المصاريع المفتوحة (وضع MOS)، وفتحة IFU (وضع IFU) أو الشقوق (وضع SLIT).

التحليل الطيفي عالي التباين (SLIT)

وضع التصوير (IMA)

التحليل الطيفي متعدد الأجسام (MOS)

وفي هذا السياق، تتوفر مجموعة من 5 شقوق ثابتة من أجل إجراء عمليات رصد طيفية عالية التباين وهو أمر مطلوب مثلًا للرصد الطيفي لعبور كواكب خارج المجموعة الشمسية. من بين الشقوق الخمسة الثابتة، يبلغ عرض ثلاثة منها 0.2 ثانية قوسية ، وواحد عرضه 0.4 ثانية قوسية، والآخر عبارة عن فتحة مربعة مقدارها 1.6 ثانية قوسية. يمكن استخدام وضع SLIT في نفس الوقت مع أوضاع MOS أو IFU.

إضافةً إلى ذلك، وضع وحدة المجال المتكامل (IFU): يتم استخدام مقياس طيف المجال المتكامل بشكل أساسي للأجسام الكبيرة الممتدة مثل المجرات. في هذا الوضع يتم تقطيع مجال الرؤية 3 × 3 ثانية قوسية إلى نطاقات 0.1 ثانية قوسية، ثم يتم إعادة ترتيبها فيما بعد في شق طويل. يسمح ذلك بالحصول على أطياف تم حلها مكانيًا للمشاهدات الكبيرة ويمكن استخدامها لقياس سرعة الحركة والاتجاه لجرم سماوي ممتد (مثل مجرة). ونظرًا لأن الأطياف المقاسة في وضع IFU ستتداخل مع أطياف وضع MOS ، فلا يمكن استخدامهما بشكل متوازٍ.

نظرة عامة

الموضوعات العلمية الرئيسية لتلسكوب جيمس ويب الفضائي هي:

الشركاء الصناعيين

• المتعاقدون الفرديون ومساهماتهم:
• APCO Technologies SA - معدات الدعم الميكانيكي للأرض والحوامل الحركية
• Astrium CASA Espacio - حزام الأدوات البصرية

وفي هذا السياق، تم بناء NIRSpec بواسطة Astrium Germany مع معاهد علمية وشركاء منتشرين في جميع أنحاء أوروبا وبمساهمة من وكالة ناسا من الولايات المتحدة التي قدمت النظام الفرعي للكاشف وتجميع المصراع الصغير.

مطياف نير

• مستشعر التوجيه الدقيق ومصور الأشعة تحت الحمراء القريبة وجهاز الطيف غير المشقوق
• MIRI (جهاز الأشعة تحت الحمراء المتوسطة) (كاميرا / مطياف JWST 5-28 ميكرون)
• NIRCam (كاميرا NIR لـ JWST حتى ضوء بطول موجي يصل إلى 5 ميكرون)
• وحدة أدوات علمية متكاملة ISIM
• المراجع
• روابط خارجية

تلسكوب جيمس ويب الفضائي

كاميرا ميري (للأشعة تحت الحمراء المتوسطة)

كاميرا نيركام

Calibration Assembly

وفي هذا السياق، الإدارة الوطنية للملاحة الجوية والفضاء (ناسا) - العناصر المفروشة للعميل:

كذلك، Optical Ground Support Equipment (Shack-Hartman-Sensor, Calibration Light Source)

الكاشف الفرعي

(IABG) – Instrument Test Facilities

Mullard Space Science Laboratory (MSSL):

معايير الأداء

بيانات الأداء الأساسي لـ NIRSpec هي:

تلسكوب جيمس ويب الفضائي على ناسا

تلسكوب جيمس ويب الفضائي على وكالة الفضاء الأوروبية

ولادة أنظمة الكواكب وأصول الحياة

من جهة ثانية، وأخيرًا أداة تقطيع الصور للوحدة الميدانية المتكاملة (IFU)، المستعملة في وضع IFU الخاص بالمطياف.

وفي هذا الصدد، مجموعة آلية إعادة تركيز الأشعة (RMA) - تحمل مرآتين لإعادة ضبط الجهاز

من جهة ثانية، مجموعة المصراع الصغير (MSA) - للتحليل الطيفي متعدد الأجسام وهي تحمل كذلك الشقوق الثابتة وفتحة IFU

وعلى صعيد آخر، مجموعة المستوى البؤري (FPA) - تشمل المستوى البؤري الذي يتكون من مجموعتي شرائح مستشعر

يتضمن مطياف NIRSpec آليات 4 هي:

• يتم تمثيل المسار البصري بواسطة مجموعات مرآة كربيد السيليكون التالية:
• مجموعة بصريات اقتران - التي تربط الضوء من تلسكوب JWST إلى NIRSpec
• البصريات الأمامية TMA (FOR) - والتي توفر المستوى البؤري المتوسط لـ MSA
• Collimator Optics TMA (COL) - موازنة الضوء على عنصر تشتت عجلة الشبكة
• بصريات الكاميرا TMA (CAM) - التي تصور أخيرًا الأطياف على الكاشف

تتضمن NIRSpec الإضافية مجموعتين كهربائيتين بصريتين هما:

علاوةً على ذلك، مجموعة عجلات المقضب (GWA) - 8 أوضاع، تحمل 6 حواجز شبكية ومنشور واحد للأشعة ومرآة واحدة لرصد الهدف

وفي هذا السياق، نظام عجلة المرشح (FWA) - 8 أوضاع، تحمل 4 مرشحات تمرير طويلة للأشعة، وفلاتر نطاق عريض لاكتساب الموجات الضوئية المرغوب فيها، وموضع مغلق وواحد مفتوح

وفي هذا السياق، تعمل أداة NIRSpec عند −235 درجة مئوية ويتم تبريده بشكل سلبي بواسطة مشعات الفضاء البارد التي تم تركيبها على وحدة الأدوات العلمية المتكاملة JWST (ISIM). يتم توصيل المشعات بـ NIRSpec باستخدام أحزمة حرارية موصلة للحرارة. حوامل المرآة ولوحة قاعدة النظام الضوئي كلها مصنوعة من كربيد السيليكون سيراميك SiC100. يبلغ حجم الجهاز قرابة ويزن بما في ذلك 100 كيلوغرام من كربيد السيليكون. يتم تشغيل الجهاز بثلاثة صناديق إلكترونيات.

وعلى صعيد آخر، مجموعة المعايرة (CAA) - تحمل 11 مصدرًا للإضاءة وكرة تكاملية؛ للمعايرة الطيفية الداخلية للأداة والمعايرة الميدانية المسطحة

النظام الفرعي Microshutter

ساجيم - تلميع المرآة وتجميع المرآة والتكامل والاختبار