Este Mundo, a veces insólito

Spitzer

El Telescopio Espacial Spitzer (SST por sus siglas en inglés) (conocido inicialmente como Instalación de Telescopio Infrarrojo Espacial o SIRTF de sus siglas en inglés), es un observatorio espacial infrarrojo, el cuarto y último de los Grandes Observatorios de la NASA. Otros telescopios espaciales en el infrarrojo que han precedido al Spitzer fueron los telescopios IRAS e ISO.

Está encuadrado en el Programa de Grandes Observatorios de la NASA. Es una pieza clave en el programa para la “Búsqueda Astronómica de los Orígenes del Universo”. Consta de tres instrumentos diseñados para captar el espectro del infrarrojo, longitudes de onda de entre 3 y 180 micras: una cámara de infrarrojos, un espectrógrafo de  infrarrojos y un fotómetro de multibanda.spitzer1

Fue lanzado el 25 de agosto de 2003 desde el Centro Espacial Kennedy usando como vehículo un Delta II. Mantiene una órbita heliocéntrica similar a la de la Tierra, pero que lo aleja de nuestro planeta a razón de unos 15 millones de kilómetros por año. Spitzer va equipado con un telescopio reflector de 85 cm de diámetro. La vida útil del telescopio Spitzer viene limitada, como en otros telescopios infrarrojos espaciales, por la tasa de evaporación del helio líquido que se utiliza como refrigerante. Inicialmente se esperaba que el helio durase un mínimo de 2,5 años y un máximo de 5. El helio líquido se agotó el 15 de mayo de 2009, lo que supone una duración de más de 5,5 años. Actualmente (agosto de 2009) Spitzer sigue operando en una misión extendida, la Spitzer Warm Mission, en la que el telescopio se enfría pasivamente, sin necesidad de refrigerante, hasta -246 grados Celsius.

El costo total de la misión se ha estimado en 670 millones de dólares. Entre los retos tecnológicos de esta misión se encontraba la realización del espejo principal de Berilio.

http://www.mdscc.nasa.gov/?Section=Misiones&Id=13

Datos técnicos

  • Fecha de lanzamiento: 25 de agosto 2003
  • Vehículo/lugar de lanzamiento: Delta 7920h elv / kennedy space center
  • Duración estimada: 2.5 años (mí­nimo); 5+ años
  • Órbita: heliocéntrica siguiendo a la Tierra.
  • Longitudes de onda: 3 – 180 micras
  • Telescopio:85 cm de diámetro (33.5 pulgadas), f/12 berilio ligero, enfriado a menos de 5.5 k.
  • Lí­mite de difracción:6.5 micras
  • Capacidades científicas: imagen / fotometrí­a, 3-180 micras
  • Espectroscopía, 5-40 micas
  • Espectrofotometrí­a, 50-100 micras
  • Seguimiento planetario:1 arcsec / seg
  • Criogeno/volumen:Helio líquido/ 360 litros (95 galones)
  • Masa en lanzamiento: 950 kg (2094 lb)

Manteniendo la tradición de la NASA, el telescopio fue renombrado después de su demostración de operación exitosa, en 18 de diciembre de 2003. A diferencia de la mayoría de los telescopios, que son nombrados por un panel de científicos, el nombre de éste fue obtenido de un concurso abierto sólo a niños. El nombre final proviene del Dr. Lyman Spitzer, Jr., considerado uno de los científicos más influyentes del siglo XX y uno de los primeros impulsores de la idea de telescopios espaciales proponiendo esta posibilidad en los años 40.spitzer2

Con el Spitzer se quiere estudiar objetospitzer3s fríos que van desde el sistema solar exterior hasta los confines del universo. Este telescopio constituye el último elemento del programa de Grandes Observatorios de la NASA, y uno de los principales elementos del Programa de Búsqueda Astronómica de los Orígenes (Astronomical Search for Origins Program). El telescopio contiene tres instrumentos capaces de obtener imágenes, realizar fotometría en el rango de 3 a 180 micras y obtener espectros de gran resolución en el rango de 5 a 100 micras.

En mayo del 2007 obtuvo datos sobre un diminuto planeta al que se denominó HD14026b, el planeta extrasolar era el más caliente registrado hasta ese momento con 3700 °C en superficie.1

En agosto del 2008 detectó una inmensa cantidad de vapor de agua dentro de un sistema estelar en formación llamado NGC 1333-IRAS 4B. El vapor procedente de la nube central del sistema cae sobre un disco de polvo estelar del que surgirían los planetas y cometas. Este sistema crece dentro de su núcleo frío de gas y polvo. El director del estudio Dan M. Watson,2 de la Universidad de Rochester, en Nueva York dijo: «por primera vez estamos viendo cómo llega el agua hasta el lugar en el que se formarían los planetas».3

El telescopio espacial Spitzer es el telescopio más grueso y infrarrojo lanzado por la NASA.
Estas longitudes de ondas que no pueden ser observadas útilmente desde el suelo, sólo un objeto por fuera de la atmósfera, enfriado criogénicamente puede efectuar observaciones útiles.
Este satélite es semejante al telescopio espacial ISO lanzado por el ESA en 1995 y cuya vida útil fue de 28 meses.

Antes de su lanzamiento, fue nombrado SIRTF para Space Infrared Telescope Facility pero ha sido renombrado Spitzer, del nombre de científico americano, Lyman Spitzer. Puede observar y detectar brillo infrarrojo emitido por objetos a longitudes de onda entra tres y cien sesenta micrómetros.

Podrá hacer aproximadamente 100.000 observaciones durante su vida, cuya previsión es de 5 años.
Su órbita única le permitirá utilizar las temperaturas frías de el espacio para su enfriamiento (además de estar abastecido por 400 litros de helio líquido) y sus tableros solares le aportarán la energía y le protegerá de emisiones solares (radiaciones y partículas).

Los nuevos instrumentos muy sensibles del telescopio permitirán perforar el espacio que es oscurecido por nubes de gas, las nubes interestelares que bloquean los telescopios que funcionan en el dominio visible.

Ya anuncia nuevos datos respecto a la formación de los planetas así como sobre objetos fríos tal como las enanas morenas, y las galaxias infrarrojas, los asientos de formación de estrella muy intensa.

El telescopio de Spitzer es un reflector de peso ligero tipo Ritchey-Chrétien. Pesa menos de 50 kg y está diseñado para operar a una temperatura extremadamente baja. El telescopio tiene una apertura de 85 cm de diámetro. Todas sus partes, excepto los soporte de los espejo, están hechas de berilio ligero. El berilio es un material muy fuerte que trabaja bien en la construcción de telescopios espaciales infrarrojos, porque tiene un calor específico bajo a muy bajas temperaturas. El telescopio está sujetado a la parte superior del caparazón enfriado por vapor del criostato, el cual mantiene los instrumentos de ciencia muy fríos.

El espejo primario de 85 cm de diámetro está diseñado para operar a temperaturas de 5.5 k, con un error en el frente de onda de menos de 0.07 ondas. El telescopio spitzer tiene un diseño ritchey-chretien y permitirá alcanzar el límite de difracción a longitudes de onda de más de 6.5 micras.

La filosofía del diseño del telescopio está basada en los siguientes puntos:spitzer4

  • Maximizar el uso de materiales con una razón de dureza/densidad muy alta, conductividad térmica elevada, y calor específico criogénico bajo.
  • Construir el telescopio entero del mismo material para prevenir complicaciones por expansión térmica, y hacer el montaje del telescopio tan estable dimensionalmente como sea posible.
  • Seleccionar una configuración que minimice el tamaño de los elementos mayores del montaje del telescopio.
  • Intentar exhaustivamente el diseño más simple posible para minimizar el número de partes, logrando así reducir el tiempo y costo de diseño, fabricación e integración.

El spitzer se ha diseñado para ver el cielo en la franja de infrarrojos. Desde el espacio, llega muy poca energí­a térmica de objetos distantes a la Tierra (exceptuando la procedente del sol). Por lo tanto, para examinar el cielo de infrarrojos se debe contar con un telescopio muy sensible y con detectores a muy bajas temperaturas.

Cerca de un 80% del tiempo de observación de Spitzer estará disponible a la comunidad científica en general, a través de un concurso de propuestas de observación organizado por el Centro Científico Spitzer.

Spitzer determinará la estructura y composición de los discos de polvo y gas que rodean a las estrellas cercanas. Los discos proto-planetarios de polvo y gas y los discos de polvo de «segunda generación,» un estado de evolución posterior en el que la mayor parte del gas ha desaparecido, se cree que forman parte del proceso de formación de sistemas planetarispitzer5os. Mediante la observación de estos discos en varios estados de evolución, Spitzer podrá estudiar la transformación de una nube de polvo y gas sin estructura en un sistema planetario.spitzer6

El Montaje Criogénico del Telescopio de Spitzer (CTA por sus siglas en Inglés), consiste de cuatro partes principales: Un criostato de helio superfluido, un telescopio Ritchey-Chretien de peso ligero de 85cm, un conjunto de caparazones exteriores, y una cámara de alojamiento de múltiples instrumentos, la cual aloja los instrumentos de ciencia. Todo lo que está frío, es parte del CTA. El CTA está montado mecánicamente, pero térmicamente aislado de la nave espacial, por medio de vigas y sostenes, así como de escudos protectores contra radiación térmica. El arreglo de paneles solares y escudos protectores de la nave espacial, bloquean al CTA del sol y de los demás componentes de la nave espacial en todo momento, ayudando a mantener al CTA tan frío como sea posible.

La nave espacial de Spitzer se refiere a la porción tibia del observatorio, incluyendo el montaje de Paneles Solares, el vehículo de la nave espacial, y los componentes montados en el vehículo que proveen las funciones de ingeniería del observatorio. Estos componentes incluyen: Los arreglos solares, la unidad de comando y manejo de datos, el sub-sistema de control a reacción, el sub-sistema de telecomunicaciones, el suministro de energía y el programa de computación de vuelo
Instrumentos de Spitzer

La Cámara de Arreglo Infrarrojo de Spitzer

La Cámara de Arreglo Infrarrojo (IRAC, por sus siglas en Inglés) es uno de los tres instrumentos de ciencia de Spitzer, y provee una capacidad de imagen a longitudes de onda en el cercano y mediano infrarrojo. Esta es una cámara con fines múltiples y generales que será usada por observadores de Spitzer para una amplia variedad de programas astronómicos de investigación.

spitzer7IRAC es una cámara de 4 canales que provee imágenes simultaneas de 5.12 por 5.12 minutos de arco a 3.6, 4.5, 5.8 y 8 micras. Cada uno de los 4 arreglos de detectores en la cámara tiene un tamaño de 256 por 256 pixeles. IRAC usa dos conjuntos de arreglos de detectores. Los dos canales de corta longitud de onda son captados por detectores hechos de indio y antimonio. Los canales de larga longitud de onda usan detectores de silicio que han sido especialmente tratados con arsénico. La única parte móvil en IRAC era originalmente el obturador de la cámara, mas éste realmente permanece abierto todo el tiempo.

El Espectrógrafo Infrarrojo de Spitzer

El Espectrógrafo Infrarrojo (IRS, por sus siglas en Inglés), es uno de los tres instrumentos a bordo de Spitzer y provee espectroscopía de alta y baja resolución a longitudes de onda en el mediano infrarrojo. Los espectrómetros son instrumentos que dispersan la luz en sus longitudes de onda constituyentes, creando espectros. Con estos espectros, los astrónomos pueden estudiar las líneas de absorción y emisión, las cuales son como huellas de átomos y moléculas.spitzer8

El IRS tiene 4 módulos separados: Uno de baja resolución, de corta longitud de onda, cubriendo el intervalo entre 5.3 y 14 micras; otro de alta resolución, también de corta longitud de onda, cubriendo entre 10 y 19.5 micras; uno de baja resolución, de larga longitud de onda para observaciones entre 14 y 38 micras; y uno más de alta resolución, de larga longitud de onda para observaciones entre 19 y 37 micras. Cada módulo tiene su propia rendija de entrada para permitir el paso de luz infrarroja. Los detectores son arreglos de 128 por 128. Los detectores de silicio de longitud de onda más corta son tratados con arsénico, los detectores de silicio de longitud de onda más larga son tratados con antimonio.

El IRS consiste de dos partes físicamente separadas: Los ensamblajes fríos, los cuales están localizados en la cámara de alojamiento de múltiples instrumentos de Spitzer, y las partes electrónicas tibia las cuales están localizadas en el vehículo de la nave espacial de Spitzer. ¡El IRS no tiene partes móviles!

El Fotómetro de Imágenes en Multibanda de Spitzer spitzer9

El Fotómetro de Imágenes en Multibanda del Spitzer (MIPS, por sus siglas en Inglés) es uno de los tres instrumentos científicos que volarán a bordo del Observatorio y proveerá imágenes y espectroscopía limitada a longitudes de onda en el lejano infrarrojo. Tiene tres arreglos de detectores. Un arreglo de 128 por 128 para imágenes a 24 micras está compuesto de silicio, especialmente tratado con arsénico. Otro arreglo de 32 por 32 para imágenes a 70 micras, y un arreglo más de 2 por 20 para imágenes a 160 micras, usan ambos germanio, tratado con galio. El arreglo de 32 por 32 también tomará también espectros desde 50 a 100 micras. El campo visual de MIPS varía desde 5 por 5 minutos de arco a la más corta longitud de onda hasta 0.5 por 5 minutos de arco a la más larga longitud de onda.

Los tres arreglos, los calibradores, el espejo de escaneo, y partes ópticas constituyen la porción criogénica del MIPS. Todo este montaje está situado en la cámara de instrumentos fríos de Spitzer. Además, el MIPS y el IRS comparten la electrónica tibia que controla su operación. La única parte móvil en MIPS es un espejo de escaneo usado para hacer más eficiente la observación de grandes áreas en el cielo.

10 años del Spitzer

« en: 24 de Agosto de 2013, 13:36:03»

10 años del Spitzer

Para celebrar los 10 años en el espacio del Telescopio Espacial Spitzer, la NASA ha publicado una galería de imágenes tomadas por el observatorio infrarrojo más grande que jamás se haya lanzado.spitzer10

Lanzado el 25 de agosto 2003 desde Cabo Cañaveral con un cohete Delta 2, el satélite Spitzer ( que en un primer tiempo llevó el nombre de SIRTF para Space Infrared Telescope Facility) ha observado en diez años cometas, asteroides, planetas y galaxias.

Entre sus principales descubrimientos podemos destacar la detección de un anillo adicional enorme pero discreto alrededor de Saturno, la primera observación directa de la luz de un exoplaneta distante (55 Cancri) y la determinación de la composición del cometa Tempel 1, después de la mision  Deep Impact.

Habiendo agotado sus reservas de helio líquido en 2009, Spitzer ha pasado a una mision en fase «caliente» con disminución de sus capacidades de observación, pero siendo aún científicamente productivo.

En octubre proximo, por ejemplo, Spitzer observara el asteroide 2009 DB para especificar su tamaño y ver si es compatible con el proyecto de EE.UU. de capturar y desviar un asteroide en 2025. spitzer11

Galeria del Spitzer: http://www.nasa.gov/mission_pages/spitzer/multimedia/gallery/gallery-index.html#lowerAccordion-set1-slide8

Dos fotos del lanzamiento del SIRTF/Spitzer, hace diez años

El cohete Delta II que transporta el telescopio ha sido lanzado esta mañana en Cabo Cañaveral.spitzer12

Deja un comentario

Este sitio usa Akismet para reducir el spam. Aprende cómo se procesan los datos de tus comentarios.