La NASA Infrared Telescope Facility ( NASA IRTF ) es un telescopio de 3 metros (9,8 pies) optimizado para su uso en astronomía infrarroja y ubicado en el Observatorio Mauna Kea en Hawái . Se construyó inicialmente para apoyar las misiones Voyager y ahora es la instalación nacional de EE. UU. para astronomía infrarroja, que brinda apoyo continuo a aplicaciones planetarias, de vecindad solar y de espacio profundo. El IRTF es operado por la Universidad de Hawái bajo un acuerdo de cooperación con la NASA. De acuerdo con las reglas de asignación de tiempo del IRTF, al menos el 50% del tiempo de observación se dedica a la ciencia planetaria . [1]
El IRTF es un telescopio Cassegrain clásico de 3,0 m (apertura efectiva de 118"). La relación f del foco Cassegrain es f/38 y la del espejo primario es 2,5. Varios aspectos del diseño del IRTF están optimizados para las observaciones infrarrojas. El espejo secundario es de tamaño reducido para evitar que el instrumento vea la emisión térmica de la estructura del telescopio alrededor del espejo primario. El espejo primario en sí tiene un diámetro de 126", pero solo se utiliza el espejo central de 118". Un pequeño espejo en el centro del espejo secundario evita que el instrumento vea su propia emisión térmica. La relación f es larga para tener un espejo secundario pequeño, nuevamente para minimizar la emisión térmica del telescopio. Los revestimientos de los espejos se eligen para tener una emisión térmica mínima. La emisividad del telescopio suele estar por debajo del 4%. El espejo secundario está montado sobre un mecanismo de corte para cambiar rápidamente la orientación del telescopio del objetivo al cielo a una frecuencia de hasta 4 Hz.
El IRTF está montado sobre una gran montura ecuatorial inglesa con horquilla. La montura es muy rígida, lo que reduce la flexión y permite apuntar con precisión el telescopio. Como el telescopio está sobre una montura ecuatorial, puede observar objetivos a través del cenit sin preocuparse por la rotación del campo. La montura con horquilla evita que el telescopio apunte al norte de los +69 grados de declinación. Como el telescopio estaba destinado principalmente a la ciencia planetaria, esta restricción se consideró aceptable. Como el telescopio está sobre una montura pesada, es relativamente inmune a las vibraciones o sacudidas del viento.
El IRTF alberga cuatro instrumentos: SpeX, NSFCam2, iSHELL y MIRSI. El IRTF también alberga varios instrumentos visitantes.
SpeX es un espectrógrafo de resolución media de 0,8-5,4 μm construido en el Instituto de Astronomía (IfA) para el Telescopio Infrarrojo de la NASA (IRTF) en Mauna Kea. El principal impulsor científico de SpeX era proporcionar una cobertura máxima de longitud de onda simultánea con un poder de resolución espectral que se adapte bien a muchas características planetarias, estelares y galácticas, y con un poder de resolución que separe adecuadamente las líneas de emisión del cielo y disperse el continuo del cielo. Este requisito ha dado como resultado un instrumento que proporciona resoluciones espectrales de R~1000-2000 en 0,8-2,4 μm, 2,0-4,1 μm y 2,3-5,5 μm, utilizando dispersores cruzados de prisma (rendijas de 15 segundos de arco de longitud). También están disponibles modos de rendija larga de un solo orden (60 segundos de arco). Se proporciona un modo de prisma de alto rendimiento para espectroscopia de 0,8-2,5 μm a R~100 para características de estado sólido y SED. Se utiliza un conjunto Raytheon Aladdin 3 1024x1024 InSb en el espectrógrafo. SpeX también contiene un visor/guía de rendija de infrarrojos que cubre un campo de visión de 60x60 arcsec a 0,12 arcsec/píxel. Un conjunto Raytheon Aladdin 2 512x512 InSb en el visor de rendija de infrarrojos. El visor de rendija de infrarrojos también se puede utilizar para la obtención de imágenes o la fotometría. SpeX se utiliza para una amplia gama de programas de investigación planetaria y astrofísica y es el instrumento más solicitado en IRTF. SpeX se retirará del telescopio durante unos 6 meses para actualizar sus conjuntos a partir de agosto de 2012.
iSHELL es un espectrógrafo echelle de dispersión cruzada de alta resolución de 1 a 5,3 μm que utiliza un conjunto de detectores infrarrojos Hawaii-2RG de 2048x2048. Reemplazó a CSHELL; al utilizar un conjunto más grande y un dispersor cruzado, iShell tiene una cobertura de longitud de onda por configuración mucho mayor que CSHELL. iShell utiliza una rejilla de inmersión de silicio para lograr una alta dispersión con una rejilla relativamente pequeña, lo que a su vez permite que la óptica y todo el instrumento sean mucho más pequeños que si se utilizara una rejilla convencional. Por lo tanto, a pesar de tener una resolución espectral mucho mayor que SpeX, iShell será ligeramente más pequeño. Habrá dos rejillas de inmersión, una optimizada para la banda K y otra optimizada para la banda L. Debido a la rejilla de silicio, iShell no será sensible a la luz más corta de 1 μm. Cada píxel mide 0,125" en el cielo y la dispersión espectroscópica es de 75.000 cuando se utiliza con una rendija de 0,375". Hay cinco ranuras disponibles para su uso, de 0,375" a 4,0". iSHELL también tiene un modo de imágenes IR y una cámara guía IR, que cubre un campo de 42" de diámetro. En 2019, iSHELL fue el segundo instrumento más utilizado en IRTF (después de SpeX).
MIRSI es una cámara de imágenes infrarrojas térmicas de 2,2 a 25 μm con capacidad espectrográfica grism . MIRSI fue construida por la Universidad de Boston y ahora tiene su base en el IRTF. Es el único instrumento de la instalación que se enfría con helio líquido y el único instrumento que utiliza el modo de corte del espejo secundario. MIRSI tiene una selección de filtros de banda ancha y banda estrecha, así como un CVF.
MORIS (MIT Optical Rapid Imaging System) es una cámara de alta velocidad y longitud de onda visible para su uso en IRTF que utiliza un CCD multiplicador de electrones. MORIS está montada en la ventana lateral de SpeX y se alimenta mediante el dicroico frío interno de SpeX. El diseño se basa en POETS (sistemas portátiles de ocultación, eclipse y tránsito), que se desarrollaron en colaboración entre el MIT y el Williams College. MORIS está disponible para su uso abierto en IRTF y su interfaz de usuario se ha convertido a la interfaz estándar de IRTF. Además de la fotometría de luz visible, MORIS también se utiliza como guía de luz visible para SpeX, lo que permite guiar objetivos tan débiles como V=20. El software de guía incluye corrección de dispersión atmosférica para mover la caja guía de luz visible para mantener la imagen IR en la rendija de SpeX.
El IRTF también alberga una serie de instrumentos para visitantes, generalmente espectrógrafos infrarrojos térmicos. Entre ellos, recientemente se incluyen TEXES, EXES, BASS y HIPWAC, entre otros.
El personal del IRTF está desarrollando actualmente SPECTRE, una unidad de campo integral con visibilidad óptica e infrarroja limitada.
El CSHELL se retiró cuando el iSHELL comenzó a operar en el IRTF. El CSHELL era un espectrógrafo echelle de orden único de alta resolución de 1 a 5,5 μm que utiliza una matriz de detectores InSb de 256 x 256 píxeles. Cada píxel tenía una distancia de 0,2" sobre el cielo y la dispersión espectroscópica era de 100.000 por píxel. Las rendijas de 0,5" a 4,0" proporcionaban resoluciones espectrales de hasta 30.000. El CSHELL también tenía un modo de imágenes IR para la adquisición de fuentes que cubre un campo de 30" x 30". Un CCD interno con un campo de visión de 1' permite el guiado.
La NSFCAM2 era una cámara de 1-5 μm construida en el Instituto de Astronomía (IfA) para la Instalación del Telescopio Infrarrojo de la NASA (IRTF). La cámara utilizaba un conjunto de detectores Hawaii 2RG de 2048 x 2048. La escala de la imagen era de 0,04 arcsec/píxel y el campo de visión era de 82 x 82 arcsec. Contenía dos ruedas de filtros. La primera era una rueda de 28 posiciones que contenía filtros de banda ancha y banda estrecha, y un polarizador de rejilla de alambre. La segunda contenía un CVF de 1,5-5 μm y grismos para espectroscopia de baja resolución. Una tercera rueda, ubicada en el plano focal del telescopio F/38 dentro de la cámara, contenía rendijas de grismos y lentes de campo. Se podía utilizar una rueda externa que contenía una placa de onda con un polarizador en la rueda CVF para polarimetría. La NSFCam2 se retiró del telescopio en el otoño de 2012 para actualizar su conjunto a un conjunto Hawaii 2RG de mayor calidad de ingeniería con un nuevo controlador de conjunto. A partir de 2019, la NSFCam2 ya no está disponible para su uso en el IRTF.
La mayoría de los usuarios del IRTF prefieren utilizar el IRTF de forma remota. Los observadores pueden utilizar el IRTF desde cualquier lugar con una conexión a Internet de alta velocidad, como su oficina o su casa, en cualquier parte del mundo. El observador controla el instrumento a través de una sesión VNC, tal como lo haría en la cumbre, y se comunica con el operador del telescopio por teléfono, Polycom o Skype. El observador llama e inicia sesión para su asignación de tiempo. La observación remota tiene varias ventajas. La observación remota le ahorra al observador el tiempo y el costo de viajar desde su institución de origen a Hawái. En el pasado, cuando los observadores viajaban al telescopio, este se programaba para noches completas. Con la observación remota, los observadores solo necesitan enviar una solicitud por la cantidad de tiempo que necesitan, cuando lo necesitan, en lugar de solicitar noches completas. Dado que los observadores no viajan a Hawái, también pueden solicitar usar el telescopio con mayor frecuencia. Esto ha permitido al IRTF respaldar muchos programas en los que son necesarias observaciones frecuentes de objetivos, como el monitoreo semanal de objetos del sistema solar. La observación remota también ha permitido al IRTF respaldar programas de objetivos de oportunidad (ToO). Se trata de programas de gran mérito científico en los que no se puede predecir el momento de la observación en el momento en que se programa el telescopio. Entre los ejemplos se incluyen las supernovas, que explotan inesperadamente, o los asteroides cercanos a la Tierra que pueden descubrirse poco antes de su aproximación más cercana a la Tierra. Aunque los observadores suelen estar a distancia, el operador del telescopio se encuentra en la cima para garantizar la seguridad de las instalaciones, ayudar al observador y solucionar los problemas que puedan surgir durante la noche.
El Telescopio Infrarrojo de la NASA (IRTF) también realizó observaciones de P/2016 BA14 , un cometa que pasó a aproximadamente 9 distancias lunares de la Tierra en 2016. [2]
El IRTF de la NASA se construyó al mismo tiempo que el Telescopio Infrarrojo del Reino Unido ; John Jefferies, del Instituto de Astronomía, que construyó el primer telescopio en la zona, dijo que "a veces ha sido motivo de vergüenza... que haya dos de ellos en el mismo lugar al mismo tiempo. La pregunta natural es: ¿Por qué dos? ¿Por qué no construimos uno y lo compartimos?". [3]
Los telescopios infrarrojos especializados requieren una ubicación elevada y seca, instrumentación especial y espejos y ópticas de alta calidad similares a los utilizados para las observaciones en longitudes de onda visibles. Otros grandes telescopios ópticos de infrarrojos y de infrarrojo cercano de alrededor de 1980:
Se han construido otros dos telescopios de infrarrojo cercano más pequeños: el telescopio infrarrojo Gornergrat, de 150 cm (59 pulgadas), en los Alpes suizos, y el telescopio de 160 cm (63 pulgadas) en el Observatorio Mont Mégantic, en Canadá.
