Кратковременные ракетные полеты
~1500 км
Хотя привлекательный способ получить доступ к космосу в течение коротких периодов, механические ограничения звучащих ракет ограничивают с точки зрения размера и возможностей инструментов. Тем не менее, зондирующие ракеты, наблюдающие в инфракрасном диапазоне, летают регулярно, и ракеты являются жизнеспособной платформой как для технологического созревания, так и для некоторых наблюдений в дальнем инфракрасном диапазоне. В частности, измерения абсолютной яркости дальнего инфракрасного неба, картирование интенсивности и разработка массивов дальних инфракрасных детекторов со сверхнизким уровнем шума являются привлекательными приложениями этой платформы.> 30-мин
Обсерватории: космические
км с - 1км s-1< 5 %<5%~ 250 К~250 К) фоновые источники доминируют над зодиакальной и галактической пылью. Таким образом, космические платформы являются для нескольких путей исследования единственным способом проведения конкурентных инфракрасных наблюдений.
Там существует богатую историю космических средних / дальней инфракрасной обсерватории ( пример 6), в том числе инфракрасного атмосферы эхолота (IRAS), Midcourse Space Experiment, инфракрасного телескопа в космосе, ИК - космической обсерватории (ISO) субмиллиметровом Волновой астрономический спутник (SWAS) Odin, Akari, Herschel, Wide-Field Infrared Survey Explorer, и Spitzer. Дальние инфракрасные детекторные матрицы также используются в космических полетах CMB, с прошлыми примерами, включая Planck, Wilkinson микроволновый датчик анизотропии, и Cosmic Background Explorer, а также такие понятия, как первичный анализ аторинфляции, LiteBIRD, и Cosmic Origins Explorer.
Пример 6.
Однако следует отметить, что эффективность работы многих объектов прошлого и настоящего ограничивается тепловым излучением от телескопической оптики ( пример 2). Сравнение инфракрасных телескопов, работающих при температуре 270 К и температуре нескольких кельвинов, аналогично сравнению яркости неба в дневное и ночное время в оптическом диапазоне. Даже с Гершелем и его ∼ 85 к∼85 K телескоп, излучение телескопа было доминирующим термином шума как для его Фотоприемной решетки камеры и спектрометра (PACS ), так и для приемника спектральной и фотометрической визуализации (SPIRE). Таким образом, конечная Научная перспектива дальней инфракрасной области заключается в орбитальных полетах с активно охлаждаемыми телескопами и приборами. Охлаждение телескопа до нескольких кельвинов эффективно устраняет его излучение через большую часть дальней инфракрасной области спектра. В сочетании с соответствующей оптикой и приборами это приводит к увеличению скорости обнаружения на порядок по сравнению с тем, что можно получить с помощью атмосферных платформ ” Холодный " телескоп может принести чувствительности на наблюдаемой рамке 30 до 500 μm в четность с теми, кто на более коротких (JWST) и более длинных (ALMA) длинах волн.
Пример 7.
Сравнение первичных фонов астрофизического континуума на инфракрасных длинах волн (космический микроволновый фон, космический инфракрасный фон, излучение галактического изма, и зодиакальное излучение от межпланетной пыли) и репрезентативного теплового излучения от телескопической оптики при трех температурах, предполагающих равномерную тепловую излучательную способность 4%. Астрофизические предпосылки предполагают наблюдения за пределами атмосферы в направлении высоких эклиптических и галактических широт, а также на расстоянии 1 AU от Солнца. Преимущества "холодной" оптики телескопа очевидны; при 300 μm тепловое излучение от 4-к телескопа на 5 порядков меньше, чем для телескопа при 45 К, и позволяет обнаруживать ЦИРБ, галактический изм и зодиакальный свет.
Пример 8.
Требования к чувствительности детектора для соответствия уровням фотонов в дальнем инфракрасном диапазоне. При использовании криогенного космического телескопа основными ограничениями являются зодиакальная пыль и эмиссия галактического цирруса, а уровень шума фотона масштабируется как квадратный корень из ширины полосы. Особый интерес представляет требование дисперсионной спектроскопии среднего разрешения (синего цвета). Пунктирная линия пурпурного цвета показывает порог счета фотонов при 100 Гц: устройство, которое может идентифицировать отдельные фотоны с этой скоростью (счет фотонов) с высокой эффективностью, ограничено скоростью счета в темноте, а не классическим NEP.
Продолжение следует...
