.jpg/1280px-Key_Science_Instrument_Installed_into_Webb_Structure_(8704079347).jpg)
.jpg/1280px-Webb's_MIRI_Shield_Dropping_in_on_Dropping_Temperatures_(11211724826).jpg)
.jpg/1280px-Uncrating_the_Webb's_MIRI_Instrument_(7310210944).jpg)
MIRI , o Mid-Infrared Instrument , es un instrumento del telescopio espacial James Webb . [1] MIRI es una cámara y un espectrógrafo que observa la radiación infrarroja media a larga de 5 a 28 micrones . [1] También tiene coronógrafos , especialmente para observar exoplanetas . [2] Mientras que la mayoría de los otros instrumentos en el Webb pueden ver desde el comienzo del infrarrojo cercano , o incluso tan corto como la luz visible naranja , MIRI puede ver luz de longitud de onda más larga. [1]
MIRI utiliza matrices de silicio dopadas con arsénico para realizar observaciones en estas longitudes de onda. [1] El generador de imágenes está diseñado para vistas amplias, pero el espectrógrafo tiene una vista más pequeña. [1] Debido a que ve las longitudes de onda más largas, necesita ser más frío que los otros instrumentos (ver Astronomía infrarroja ), y tiene un sistema de enfriamiento adicional. [1] El sistema de enfriamiento para MIRI incluye un preenfriador de tubo de pulso y un intercambiador de calor de bucle Joule-Thomson . [1] Esto permitió que MIRI se enfriara a una temperatura de 7 kelvin durante las operaciones en el espacio. [1]
MIRI fue construido por el Consorcio MIRI, un grupo formado por científicos e ingenieros de 10 países europeos diferentes (Reino Unido, Francia, Bélgica, Países Bajos, Alemania, España, Suiza, Suecia, Dinamarca e Irlanda), con el Reino Unido a la cabeza del consorcio europeo, [3] así como un equipo del Laboratorio de Propulsión a Chorro de California y científicos de varias instituciones estadounidenses. [4]
El espectrógrafo puede observar longitudes de onda entre 4,6 y 28,6 micrones, y tiene cuatro canales separados, cada uno con sus propias rejillas y cortadores de imágenes. [2] El campo de visión del espectrógrafo es de 3,5 por 3,5 segundos de arco . [2]
El espectrógrafo es capaz de realizar espectroscopia de baja resolución (LRS) con o sin rendija, así como espectroscopia de resolución media (MRS) tomada con una unidad de campo integral (IFU). Esto significa que la MRS con la IFU crea un cubo de imagen. Al igual que otras IFU, esto se puede comparar con una imagen que tiene un espectro para cada píxel. [5]
El generador de imágenes tiene una escala de placa de 0,11 segundos de arco/píxel y un campo de visión de 74 por 113 segundos de arco. [6] En una etapa anterior del desarrollo, el campo de visión iba a ser de 79 por 102 segundos de arco (1,3 por 1,7 minutos de arco ). [2] El canal de imágenes tiene diez filtros disponibles y los detectores están hechos de silicio dopado con arsénico ( Si : As ). [1] Los detectores (uno para el generador de imágenes y dos para el espectrómetro) tienen cada uno una resolución de 1024x1024 píxeles y se denominan módulos de plano focal o FPM. [7]
Durante 2013 y hasta enero de 2014, MIRI se integró en el Módulo de Instrumentos Científicos Integrados (ISIM). [8] MIRI pasó con éxito las pruebas Cryo Vac 1 y Cryo Vac 2 como parte del ISIM en la década de 2010. [8] MIRI fue desarrollado por un consorcio internacional. [8]
MIRI está unido al ISIM mediante una estructura hexápoda de plástico y fibra de carbono , que lo une a la nave espacial pero también ayuda a aislarlo térmicamente. [1] (ver también Plástico reforzado con fibra de carbono )
Resumen de las partes: [9]
La mayor parte de MIRI se encuentra en la estructura principal del ISIM, sin embargo, el crioenfriador está en la región 3 del ISIM, que se encuentra en el bus de la nave espacial . [10]
El módulo de imágenes de MIRI también incluye el espectrómetro de baja resolución que puede realizar espectroscopia de rendija larga y sin rendija desde una longitud de onda de luz de 5 a 12 μm. [11] El LRS utiliza prismas de Ge ( germanio ) y ZnS ( sulfuro de zinc ) para provocar la dispersión espectroscópica. [11]
La puesta en servicio se completará a partir de las siguientes fechas:
Para permitir las observaciones en el infrarrojo medio dentro del JWST, el instrumento MIRI tiene un sistema de refrigeración adicional. Funciona de forma similar a la mayoría de los frigoríficos o aparatos de aire acondicionado: un fluido se lleva a una temperatura fría en la sección caliente y se envía de nuevo a la sección fría, donde absorbe calor y luego vuelve al condensador. Una fuente de calor es el calor sobrante de la nave espacial, pero otra es la propia electrónica de la nave espacial, parte de la cual está cerca de los instrumentos reales para procesar los datos de las observaciones. La mayoría de los componentes electrónicos están en el bus de la nave espacial, mucho más cálido, pero algunos de ellos tenían que estar mucho más cerca, y se hicieron grandes esfuerzos para reducir el calor que producen. Al reducir la cantidad de calor que producen los componentes electrónicos en el lado frío, es necesario eliminar menos calor.
En este caso, el crioenfriador del JWST se encuentra en el bus de la nave espacial y tiene líneas de refrigerante que llegan hasta el instrumento MIRI, enfriándolo. El crioenfriador tiene un radiador de calor en el bus de la nave espacial para emitir el calor que recoge. [12] En este caso, el sistema de enfriamiento utiliza gas helio como refrigerante .
El crioenfriador del telescopio espacial James Webb se basa originalmente en el crioenfriador TRW ACTDP. [12] Sin embargo, el JWST ha tenido que desarrollar una versión para manejar cargas térmicas más altas. [13] Tiene un refrigerador de tubo de pulso de múltiples etapas que enfría un enfriador aún más potente. [12] Se trata de un compresor de estilo Oxford de movimiento lineal que alimenta un bucle JT. [13] Su objetivo es enfriar el instrumento MIRI a 6 kelvins (−448,87 °F o −267,15 °C). [12] El ISIM está a unos 40 K (debido al parasol) y hay un escudo de radiación MIRI dedicado más allá del cual la temperatura es de 20 K. [12] El bucle JT es un intercambiador de calor de bucle Joule-Thomson . [1]
Las imágenes MIRI tienen 10 filtros disponibles para las observaciones. [14]
Las imágenes coronarias MIRI tienen cuatro filtros disponibles para las observaciones. [14]
El espectrómetro de baja resolución (LRS) utiliza un prisma doble de sulfuro de cinc/germanio (ZnS/Ge). La máscara de rendija tiene un filtro que bloquea la luz con una longitud de onda inferior a 4,5 μm. El LRS cubre de 5 a 14 μm. [14]
El espectrómetro de resolución media (MRS) tiene 4 canales que se observan simultáneamente. Sin embargo, cada canal se divide en 3 configuraciones espectrales diferentes (llamadas corta, media y larga). En una observación, MIRI solo puede observar una de esas tres configuraciones. Una observación que tenga como objetivo observar todo el espectro debe realizar 3 observaciones separadas de las configuraciones individuales. MRS cubre de 4,9 a 27,9 μm. [14]
