Астрономия дальнего инфракрасного диапазона с Земли сталкивается с фундаментальным ограничением поглощения в атмосфере Земли, в первую очередь водяным паром. Атмосфера в основном непрозрачна в среднем инфракрасном диапазоне, с несколькими узкими диапазонами длин волн со скромным пропусканием. Это поведение показано на Примере 1, который сравнивает атмосферное пропускание для наземных наблюдений, наблюдения из стратосферной обсерватории для инфракрасной астрономии (София), с двумя более высокими высотами, которые доступны с помощью баллонных платформ. Трудности наблюдения с земли на инфракрасных длинах волн очевидны. Кроме того, пропускаемость и ширина этих окон сильно зависят от погоды. Тем не менее, существуют спектральные окна на 34, 350, 450, 650 и 850 мкм 850 μm с хорошей, хотя и зависящей от погоды передачей на сухих, высокогорных участках, с общим улучшением в сторону более длинных длин волн. На длинах волн longward около 1 мм, есть большие полосы с хорошей передачей. Эти окна включили обширную программу наземной астрономии дальнего инфракрасного диапазона, используя как одно-тарелку, так и интерферометрические средства.
Пример 1. Атмосферная передача над 1000 мкм 1000 μm. кривые для Альмы и Софии рассчитываются с помощью 35-градусного зенитного угла телескопа. Два профиля воздушного шара вычисляются с помощью 10-градусного зенитного угла телескопа. PWV для Альмы (5060 м), Софии (12 500 м) и высот 19 800 - и 29 000 м составляет 500, 7,3, 1,1 и 0,2 мкм 0.2 μm, соответственно. Данные сглаживаются до разрешения R=2000R=2000.
Наземное
Однополушарные телескопы, предназначенные для дальней инфракрасной и миллиметровой астрономии, работают уже более 30 лет. Примеры включают 15-метровый телескоп Джеймса Клерка Максвелла (JCMT), 12-метровую Субмиллиметровую обсерваторию Калтеха (CSO, закрытая в сентябре 2015 года), 30-метровый телескоп, управляемый Институтом радиоастрономии Миллиметрики (IRAM), 12-метровый эксперимент Atacama Pathfinder (APEX), 50-метровый большой миллиметровый телескоп (LMT) в Мексике, 10-метровый субмиллиметровый телескоп (ранее Heinrich Hertz SMT) в Аризоне и 10-метровый телескоп Южного полюса. Эти объекты сделали крупные научные открытия почти во всех областях астрономии, от образования планет до галактик с высоким красным смещением. Они также обеспечили стабильные платформы развития, что привело к ключевым достижениям в технологии детекторов и новаторских методов, которые впоследствии нашли применение в воздушном шаре и космических миссий.Существует активная программа наземной однодиапазонной астрономии дальнего инфракрасного диапазона, в рамках которой в настоящее время и в ближайшем будущем используются однодиапазонные телескопы различных типов наблюдений-от широкоугольной картографической до многодиапазонной широкополосной спектроскопии. Это, в свою очередь, стимулирует дополнительную программу развития технологий. В целом, многие приложения для объектов с одной тарелкой мотивируют развитие детекторных технологий, способных производить очень большие количества пикселей. Аналогичным образом, большое количество пикселей предусматривается для планируемых космических обсерваторий дальнего инфракрасного диапазона, включая космический телескоп Origins . Поскольку детекторные решетки дальнего инфракрасного диапазона имеют мало коммерческих применений, они должны быть построены и развернуты самим научным сообществом. Таким образом, наземные приборы представляют собой жизненно важный первый шаг к достижению долгосрочных целей НАСА в области дальнего инфракрасного излучения.Здесь будет кратко описаны 2 новых наземных объекта: CCAT-prime (CCAT-p) и LMT:
CCAT-p: Это 6-метровый телескоп на высоте 5600 м, недалеко от вершины Серро-Чайнантор в Чили. CCAT-p строится Корнельским университетом и немецким консорциумом, в который входят университеты Кельна и Бонна, а также в рамках совместного предприятия с канадской корпорацией телескопов "Атакама". Кроме того, CCAT-p сотрудничает с CONICYT и несколькими чилийскими университетами. Проект финансируется частным донором и сотрудничающими учреждениями и, как ожидается, достигнет первого света в 2021 году.Конструкция CCAT-p представляет собой оптимизированную систему crossed-Dragone, которая обеспечивает 8-градусное поле зрения (FoV) с почти плоской плоскостью изображения. На 350 μ м350 μm, FoV с адекватным коэффициентом Стрела уменьшается примерно до 4 град. Охват длины волны предвидимых аппаратур будет span длины волны 350 μ m350 μm до 1,3 мм. С большим FoV и средним квадратом корня поверхности телескопа под 10,7 μ m10.7 μm, CCAT-p является исключительной обсерваторией для обзорных наблюдений. Как 200 μ m200 μm передача Зенита ≥ 10%≥10% в первом квартиле на участке CCAT-p, a 200 μ m200 μm возможность наблюдения будет добавлена в обновлении второго поколения.
Продолжение следует...
