Декадальное исследование 2000 года рекомендовало разработку дальнего инфракрасного интерферометра (FIRI), и одобренная концепция [субмиллиметровый зонд эволюции космической структуры (SPECS)] была впоследствии изучена как «миссия видения». Признавая, что SPECS был чрезвычайно амбициозным, меньший, структурно связанный интерферометр был исследован как зонд потенциального происхождения - Космический инфракрасный интерферометрический телескоп. Примерно в то же время в Европе были изучены несколько интерферометрических миссий, в том числе FIRI и гетеродинный интерферометр "Космический радиоинтерферометрический телескоп". Другая предложенная миссия, TALC, представляет собой гибрид между одноапертурным телескопом и интерферометром и, таким образом, демонстрирует технологии для структурно связанного интерферометра. Есть также концепции, использующие нанозаты. Недавно европейское сообщество провело критическую оценку космического интерферометра в дальнем инфракрасном диапазоне (FP7-FISICA), в результате чего была разработана концепция для дальнего инфракрасного интерферометрического телескопа. Наконец, метод «двойного Фурье», который позволил бы одновременно проводить большие пространственные и спектральные наблюдения в широком поле зрения, созревает благодаря лабораторным экспериментам, моделированию и разработке алгоритмов.
Для обеспечения научно-технической демонстрации интерферометрии были разработаны две полезные нагрузки. Это FITE и BETTII, впервые выпущенные в июне 2017 года. Первый запуск BETTII привел к успешному инженерному полету, демонстрирующему почти все ключевые системы, необходимые для будущих научных полетов. К сожалению, аномалия в конце полета привела к полной потере полезной нагрузки. Восстановленный BETTII должен вылететь до 2020 года.
Вместе BETTII и FITE послужат важным шагом в развитии будущих космических интерферометров, а также обеспечат уникальную научную отдачу. Их преемники, использующие многие из тех же технологий, что и другие эксперименты на аэростатах (например, новые криоохладители и облегченная оптика), обеспечат расширенные научные возможности, продолжая путь к космическим интерферометрам.
FIRI имеют много тех же технических требований, что и их двоюродные братья с одной апертурой. Фактически, интерферометр можно использовать в режиме «с одной апертурой», с приборами, подобными инструментам на телескопе с одной апертурой. Однако в интерферометрическом режиме требования к разработке космической дальней инфракрасной интерферометрии следующие:
- • Подробное моделирование в сочетании с лабораторной валидацией возможностей интерферометров. Например, иногда предполагается, что для визуализации с помощью интерферометра требуется полное покрытие синтетической апертуры; однако для многих научных случаев может быть достаточным частичное покрытие (аналогично наземному радиоинтерферометру).
- • Высокоскоростные матрицы детекторов желательны для задач интерферометрии, чтобы использовать преимущества методов быстрого сканирования.
- • Интерферометры со свободным полетом могут извлечь выгоду из достижений в технологии суб-ньютоновских подруливающих устройств, а также в методах эффективного полёта пласта.
- • Структурно связанные интерферометры могут извлечь выгоду из изучения развертывания связанных структур и развития штанги.
- • Демонстрация системной интеграции интерферометров. Воздушные следопыты на воздушном шаре обеспечивают идеальную платформу для этого.
R=100R=100R=1000R=1000(при той же скорости сканирования) повышает требование к скорости считывания до 270 Гц. Они соответствуют постоянным времени детектора 17 и 3 мс. Таким образом, базовое требование для относительно скромного интерферометра (например, SHARP-IR 202) составляет постоянную времени детектора в несколько миллисекунд. Точное значение, однако, тесно связано с общей архитектурой миссии и схемой работы.
Временная область и астрономия с быстрым откликом
Ограничения дальних инфракрасных телескопов для астрономии во временной области двояки. Во-первых, для достижения высокой фотометрической точности во временной области, сравнимой с той, которую обеспечивает Кеплер, космический аппарат должен быть чрезвычайно стабильным, чтобы соответствовать требованиям, которые обычно не требуются для камер и спектрографов. Это не является фундаментальной технологической проблемой, но требования к стабильности должны быть приняты во внимание с самого раннего этапа проектирования обсерватории. Во-вторых, если целью является обнаружение переходных событий в дальнем инфракрасном диапазоне (а не мониторинг известных), то поле зрения телескопа должно быть широким, поскольку большинство переходных событий не может быть предсказано и, таким образом, должно быть найдено с помощью наблюдений за большое количество целей.
Продолжение следует...