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ASTRO-F (Akari)

Astro-F (Akari)

Información general

Organización: JAXAakari1

Fecha de lanzamiento: 21 de febrero de 2006

Aplicación: Observatorio espacial

Configuración: Cilíndrica

Masa: 955 kg

Equipo:

FIS Far Infrared Surveyor
NIR Near Infrared Camera
MIR-S Middle Infrared Shorter Camera

MIR-L Middle Infrared Longer Camera

Tipo de órbita: Circular

Período orbital: 96,6 minutos

Periastro: 694,5 km

ASTRO-F (o Akari) es un satélite de astronomía infrarroja diseñado por la JAXA, en colaboración con universidades e institutos técnicos de Europa y Corea. Fue lanzado el 21 de febrero de 2006 por un cohete M-V a una órbita polar terrestre. Tras el lanzamiento fue rebautizado como Akari, que significa «luz» en japonés.

Su misión principal es escanear el cielo entero en infrarrojo cercano, medio y lejano a través de su telescopio de 68,5 cm de diámetro, que será mantenido durante las observaciones a una temperatura de 6 K para evitar interferencias con la radiación infrarroja que emitiría el propio telescopio.

Se espera que los sensores de infrarrojos lejanos y medios duren unos 550 días, limitados como están por el helio líquido que funciona a modo de refrigerante. El sensor de infrarrojos cercanos podrá continuar operando una vez se agote el refrigerante gracias a un sistema de refrigeración mecánica. El satélite consta de los siguientes instrumentos:

  • FIS Far Infrared Surveyor: Instrumento sensor de infrarrojos lejanos
  • NIR Near Infrared Camera: Instrumento sensor de infrarrojos cercanos
  • MIR-S Middle Infrared Shorter Camera: Sensor de infrarrojos medios con longitudes de onda menores
  • MIR-L Middle Infrared Longer Camera: Sensor de infrarrojos medios a longitudes de onda marrón|enanas marrones]]
  • Estudiar los procesos de formación de sistemas planetarios
  • Descubrir nuevos cometas

AKARI (conocido como ASTRO-F o IRIS – rayos infrarrojos Imaging Surveyor) es la segunda misión espacial para la astronomía infrarroja en Japón. AKARI ha sido desarrollado por los miembros de la JAXA / ISAS y colaboradores. IRAS (Satélite Astronómico Infrarrojo, lanzado en 1983 por el Reino Unido, los Estados Unidos y los Países Bajos), llevó a cabo la primera encuesta de todo el cielo en longitudes de onda infrarrojas y tuvo un gran impacto en la astronomía. La misión AKARI es un ambicioso plan para realizar una encuakari2esta de todo el cielo con mucha más sensibilidad y resolución espacial y la cobertura de longitud de onda más ancha que IRAS. AKARI tiene un telescopio 68.5cm enfrió a 6K, y observar en el intervalo de longitud de onda de 1,7 micras (infrarrojo cercano) a 180 (de infrarrojo lejano). AKARI fue lanzado con éxito al espacio por un cohete MV. AKARI ha sido colocado en una órbita polar sincronizada con el sol de unos 700 kilómetros.

Los datos de imagen AKARI de infrarrojo lejano de todo el cielo se han completado y puesto en libertad a los investigadores de todo el mundo. Los nuevos mapas de imagen AKARI tienen cuatro a cinco veces mejor resolución que la de las imágenes de todo el cielo de infrarrojo lejano convencionales, así como los datos en longitudes de onda más largas. Se espera que los datos de imagen AKARI para contribuir a una variedad muy amplia de estudios astronómicos, por ejemplo, en las zonas de formación estelar y planetaria y la evolución de las galaxias.

Alta Resolución de infrarrojo lejano de todo el cielo la imagen datos publicados (enero de 2015)

El principal objetivo de la misión astronómico infrarrojo ASTRO-F es hacer una encuesta de todo el cielo en longitudes de onda infrarrojas, con una sensibilidad de un orden de magnitud mejor y resolución de un par de veces más alta que IRAS (Infrared Astronomical Satellite), que es el primer satélite astronómico infrarrojo lanzado en 1983. ASTRO-F hará una segunda encuesta generación que satisfaga las expectativas del astrónomo actual.

Hay una gran variedad de objetivos científicos que será investigado por ASTRO-F. Especialmente nos centramos en lo siguiente.

  1. Para comprender la formación y evolución de las galaxias.
  2. Para indagar en el proceso de formación de estrellas y sistemas planetarios.

Con el fin de lograr estos objetivos, ASTRO-F lleva a cabo las siguientes observaciones.

  1. Un imparcial de todo el cielo en longitudes de onda de 50 a 180 micras.
  2. Una resolución de alta sensibilidad y observaciones espectroscópicas que cubren más de varias decenas de grados cuadrados en longitudes de onda de 1,7 a 180 micras.

Contorno

ASTRO-F satélite consiste en un criostato y un módulo de bus. Un telescopio e instrumentos científicos se almacenan en el criostato y se enfría por helio líquido y refrigeradores mecánicos. El módulo de bus se encarga de la manutención del satélite, control de actitud, manejo de datos, y la comunicación con el sistema de tierra. La altura y el peso del satélite son 3,7 metros y 952 kg, respectivamente. El criostato y el módulo de bus tienen estructuras independientes con el fin de disminuir flujo de entrada de calor en el criostato.akari3akari4

El panel solar que suministrará energía eléctrica al satélite se extenderá en la órbita. El criostato tiene una tapa de la abertura en el suelo a fin de mantener un vacío apretado y prevenir flujo de entrada de luz parásita. Esta tapa de abertura se expulsa en el espacio después del establecimiento de la actitud del satélite.

ASTRO-F será lanzado por MV No.8 vehículo de lanzamiento que también ha sido desarrollado por JAXA / ISAS. La operación se lleva a cabo después del lanzamiento principalmente a Sagamihara Espacio Centro de Operaciones (SSOC) y Uchinoura Space Center (USC).

Telescopio

El telescopio ASTRO-F es un sistema Ritchey-Chrétien con F / 6.1. La distancia focal es 4200 mm y la abertura eficaz es de 68,5 cm. Todo el telescopio se enfrió hasta aproximadamente 6K durante las observaciones. El objetivo del telescopio enfriado es la de suprimir la radiación térmica perjudicial irradiaba de telescopio en sí.

El telescopio se compone de un espejo primario, un espejo secundario, armazones que soportan el espejo secundario, y deflectores que impiden que la luz parásita. Las cerchas están hechas de berilio (Be) de metal. El berilio es un material con un peso ligero y una buena conducción térmica.

El espejo primario es de SiC (carburo de silicio), un material ligero y rígido. El lado posterior del espejo está ahuecado con el fin de hacerlo más ligero. El peso real de los 71 cm (diámetro efectivo es de 67 cm) espejo primario es sólo 11 kg. Esta es la primera vez que un espejo de SiC va a volar en el espacio.akari5

La superficie del espejo primario se recubre por oro (Au) con el fin de aumentar la reflectancia a la longitud

Criostato

170 litros de helio líquido superfluido (en el momento del lanzamiento) se carga en el tanque del criostato y se enfría los instrumentos y el telescopio hasta una temperatura muy baja.

Dos juegos de Stirling de ciclo refrigeradores mecánicos se incorporan además del helio líquido. La adición de los refrigeradores mecánicos extiende la vida de helio y reduce la cantidad de helio a realizar en el espacio. ASTRO-F hará observaciones durante un año y medio, manteniendo una temperatura muy baja utilizando tanto helio líquido y los refrigeradores mecánicos.

Instrumentos de plano focalakari6

ASTRO-F está equipado con dos tipos de instrumentos; el FIS (infrarrojo lejano Surveyor) para las observaciones de infrarrojo lejano y el IRC (cámara de infrarrojos) para ver de cerca y observaciones en el infrarrojo medio.

FIS: infrarrojo lejano Surveyorakari7

El FIS es el instrumento destinado principalmente para hacer una encuesta de todo el cielo en longitudes de onda del infrarrojo lejano. Dos detectores del FIS son fotoconductores que utilizan cristal semiconductor Ge: Ga, germanio dopado con Galio. Destacaron Ge: Virutas de Ga son sensibles a la luz infrarroja extrema de la longitud de onda más larga que las normales. Cada detector se utiliza con filtros. Por lo tanto el FIS tiene efectivamente cuatro bandas de observación.

El FIS también se utiliza para señalar las observaciones para detectar objetos débiles o para llevar a cabo la espectroscopia utilizando un espectrómetro de transformada de Fourier.

Cámara de infrarrojos: IRC

La IRC se compone de tres sistemas de cámaras independientes. La cámara NIR se asigna a las longitudes de onda del infrarrojo cercano en el 1,7 – 5,5 micras gama. La cámara MIR-S se asigna a cortas longitudes de onda en el infrarrojo medio por encima del 5,8 – 14,1 micras gama y la cámara MIR-L se asigna al infrarrojo medio longitudes de onda más largas de 12.4 – 26.5 micras.akari8

Una de las ventajas de la IRC es que se puede observar a 10 minutos de arco cuadrado a la vez debido a las grandes formaciones de detectores formato (512×412 para NIR, 256×256 para MIR). Cada cámara puede seleccionar una banda de frecuencias específica para observar mediante el uso de filtros. Además, el IRC está equipada con prismas y grisms por lo que puede realizar observaciones espectroscópicas.

Las observaciones de la IRC son básicamente en el modo de puntero. Observaciones de la encuesta utilizando una parte de conjuntos de detectores también están bajo consideración.akari11

Modo de órbita y de Control de Posición

La órbita de ASTRO-F es una órbita polar síncrona Sol con una altitud de 745 km. Se va alrededor de la Tierra por encima de la zona de penumbra y pasa por encima de los polos norte y sur. El periodo orbital es de aproximadamente 100 minutos.

Las observaciones con ASTRO-F se llevan a cabo en dos modos de control de actitud; el modo de encuesta y el modo de puntero.

Modo de encuesta

Modo de encuesta es el modo de observación básica de ASTRO-F. La actitud del satélite siempre se establece de manera que la dirección del telescopio es perpendicular a las direcciones del Sol y de la Tierra. Por lo tanto el telescopio gira y explora el cielo a lo largo de un gran círculo como el satélite gira alrededor de la Tierra. La dirección del Sol desde la Tierra gira una vez en un año. En consecuencia, ASTRO-F puede hacer una encuesta de todo el cielo en medio año en el modo de encuesta.

Modo de cursorakari10

Modo de cursor se utiliza en el caso cuando un observador solicita una exposición a largo o espectroscopia hacia una ubicación fija. El telescopio no puede apuntar en una dirección arbitraria en cualquier momento, debido a que el telescopio no se puede mirar en la dirección desde la cual la luz del sol y / o la Tierra vienen. Debido a esta restricción, cualquier tiempo de exposición es menos de diez minutos para una observación.

Periodo de observaakari9ción

La vida útil de ASTRO-F termina cuando el helio líquido, el refrigerante principal de a bordo ASTRO-F, se agota. El tiempo de vida esperado se estima en unos 550 días después de su lanzamiento.

El plan de funcionamiento es el siguiente. Los dos primeros meses de la misión es la fase de verificación del rendimiento (PV). En el siguiente medio año, el FIS de todo el cielo se lleva a cabo preferentemente (Fase 1). Después de la fase 1, ASTRO-F observa diversos objetos en el modo de puntero además de complementar las áreas perdidas de la Fase 1, hasta que se consume el helio líquido. La cámara de infrarrojo cercano de la IRC puede continuar observaciones después de que el helio expira, porque la cámara de infrarrojo cercano se puede utilizar a la temperatura mantenida por sólo los refrigeradores mecánicos.

Los objetivos científicos

La evolución de las galaxias

Explorar protogalaxias

¿Cuándo y cómo se galaxias nacen y ¿cómo evolucionaron a la época actual? La luz de las estrellas que han nacido en las primeras fases del Universo se observan en la longitud de onda infrarroja debido a un efecto Doppler cosmológica. Por otra parte, las galaxias recién nacidos pueden ser más luminosa en longitudes de onda infrarrojas, ya que se cree que están sometidos a la formación de estrella grande escala envuelto en nubes de polvo. ASTRO-F buscará galaxias recién nacidas (protogalaxias) con alta sensibilidad a los infrarrojos. Se espera ASTRO-F para detectar más de diez millones de galaxias de todo el cielo.

Origen y evolución de las galaxias

IRAS, el primer satélite astronómico infrarrojo del mundo, descubrieron galaxias luminosas infrarrojas. Resultó que eran galaxias de formación estelar activa. Algunos de ellos están chocando unas con otras en las que un gran número de estrellas están surgiendo. También se cree que un masivo agujero negro está en el centro de tales galaxias y enorme energía está irradiando de ella. Este tipo de interacción se cree que es un fenómeno frecuente en el universo temprano. ASTRO-F hará un estudio sistemático que se remonta a las etapas iniciales del universo, e investigar el origen y evolución de las galaxias.

A buscar sistemas planetarios fuera del sistema solar Propiaakari13

Una de nuestras grandes preocupaciones es si existen sistemas planetarios a excepción de nuestro propio Sistema Solar y si existe vida allí. Un planeta se forma dentro de un disco (disco protoplanetario) compuesta de gas y polvo alrededor de una estrella. ASTRO-F puede buscar la radiación de un disco protoplanetario dentro de 1000 años luz. Se revelará el proceso de formación de los sistemas planetarios a través de observaciones en el infrarrojo. También se espera para detectar los discos de polvo que son un vestigio de sistemas planetarios en formación alrededor de estrellas cercanas.

Descubrir nuevos cometasakari15

ASTRO-F tiene el potencial de detectar una gran cantidad de cometas desconocidos. La luz de una cometa que generalmente vemos es la luz solar dispersada por el cometa. ASTRO-F puede detectar la luz infrarroja intrínseca radiada por un cometa en sí que se calienta por el sol Se espera ASTRO-F para detectar más de 50 cometas nuevos.

AKARI completado la operación

Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial informó de que se completó la operación del satélite astronómico infrarrojo AKARI (ASTRO-F). Los transmisores de a bordo fueron apagados a las 17:23 (JST) el 24 de noviembre, 2011.

AKARI fue lanzado el 22 de febrero (JST), 2006 desde el Centro Espacial Uchinoura por el vehículo de lanzamiento MV Nº 8. Es el primer satélite astronómico infrarrojo japonés, y ha sido operado más allá de su vida útil (*). AKARI proporcionan catálogos de la fuente de infrarrojos que contienen 1,3 millones de objetos, así como muchos de los resultados esenciales de la astronomía infrarroja.

operación de la ciencia de Akari se completó en junio de 2011, tras una avería en su sistema de suministro de energía ocurrido el 24 de mayo de 2011. Después de entonces, se han realizado esfuerzos constantes para la interrupción segura.

Los resultados principales que ofrece AKARI se presentan en las siguientes páginas, así como página de resultados de la ciencia del proyecto.

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