La Instalación del Telescopio Infrarrojo de la NASA ( 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 Hawaii . Se construyó por primera vez para respaldar las misiones Voyager y ahora es la instalación nacional de astronomía infrarroja de EE. UU., que brinda apoyo continuo a aplicaciones planetarias, solares y del espacio profundo. El IRTF es operado por la Universidad de Hawaii en virtud de un acuerdo de cooperación con la NASA. Según 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 (118" de apertura efectiva). La relación f/del enfoque Cassegrain es f/38 y la relación f/del espejo primario es 2,5. Varios aspectos del diseño del IRTF están optimizados para observaciones IR. El espejo secundario es de tamaño insuficiente para evitar que el instrumento vea la emisión térmica de la estructura del telescopio alrededor del espejo primario. El espejo primario en sí tiene 126" de diámetro, pero solo se utiliza el centro de 118". El espejo 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 recubrimientos del espejo se eligen para tener una emisión térmica mínima. por debajo del 4% El espejo secundario está montado en un mecanismo de corte para cambiar rápidamente la orientación del telescopio del objetivo al cielo hasta 4 Hz.
El IRTF está montado sobre una gran montura ecuatorial de yugo inglés. La montura es muy rígida, lo que reduce la flexión y permite apuntar con precisión el telescopio. Dado que el telescopio está en una montura ecuatorial, puede observar objetivos a través del cenit sin preocuparse por la rotación del campo. La montura de yugo evita que el telescopio apunte al norte de +69 grados de declinación. Dado que el telescopio estaba destinado principalmente a la ciencia planetaria, esta restricción se consideró aceptable. Dado que el telescopio está montado sobre un soporte pesado, es relativamente inmune a las vibraciones o sacudidas del viento.
El IRTF alberga cuatro instrumentos de instalación: SpeX, NSFCam2, iSHELL y MIRSI. La IRTF también alberga una serie de instrumentos visitantes.
SpeX es un espectrógrafo de resolución media de 0,8-5,4 μm construido en el Instituto de Astronomía (IfA), para la Instalación del Telescopio Infrarrojo de la NASA (IRTF) en Mauna Kea. El principal impulso científico de SpeX fue proporcionar la máxima cobertura simultánea de longitud de onda con un poder de resolución espectral que se adapta bien a muchas características planetarias, estelares y galácticas, y con un poder de resolución que separa adecuadamente las líneas de emisión del cielo y dispersa 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 prismas (rendijas de 15 segundos de arco de largo). También están disponibles modos de hendidura larga de orden única (60 segundos de arco). Se proporciona un modo de prisma de alto rendimiento para espectroscopia de 0,8 a 2,5 μm a R~100 para funciones de estado sólido y SED. En el espectrógrafo se utiliza una matriz Raytheon Aladdin 3 1024x1024 InSb. SpeX también contiene un visor/guía de hendidura infrarroja que cubre un campo de visión de 60x60 segundos de arco a 0,12 segundos de arco/píxel. Una matriz Raytheon Aladdin 2 de 512x512 InSb en el visor de hendidura de infrarrojos. El visor de hendidura infrarroja también se puede utilizar para obtener imágenes o fotometría. SpeX se utiliza para una amplia gama de programas de investigación planetaria y astrofísica y es el instrumento más solicitado en IRTF. SpeX será retirado del telescopio durante aproximadamente 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 una matriz de detectores infrarrojos Hawaii-2RG de 2048x2048. Reemplazó a CSHELL; Al utilizar una matriz 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 usara una rejilla convencional. Así, 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. Gracias a la rejilla de silicio, iShell no será sensible a luces de menos de 1 μm. Cada píxel mide 0,125" en el cielo y la dispersión espectroscópica es 75.000 cuando se utiliza con una rendija de 0,375". Se encuentran disponibles para su uso cinco ranuras de 0,375" a 4,0". iSHELL también tiene un modo de imagen IR y una cámara guía IR, que cubre un campo de 42 "de diámetro. A partir de 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 de grism . MIRSI fue construido por la Universidad de Boston y ahora tiene su sede 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 estrecha, así como un CVF.
MORIS (MIT Optical Rapid Imaging System) es una cámara de longitud de onda visible de alta velocidad para usar en IRTF utilizando un CCD multiplicador de electrones. MORIS está montado 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 fueron desarrollados mediante una colaboración entre el MIT y Williams College. MORIS está disponible para uso abierto en IRTF y su interfaz de usuario se ha convertido a la interfaz estándar 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 de guía de luz visible para mantener la imagen IR en la rendija SpeX.
El IRTF también alberga varios instrumentos para visitantes, generalmente espectrógrafos de infrarrojos térmicos. Estos han incluido recientemente TEXES, EXES, BASS y HIPWAC. Y otros.
El personal de la IRTF está desarrollando actualmente SPECTRE, una unidad de campo integral de visión óptica a infrarroja limitada.
CSHELL se retiró cuando iSHELL comenzó a operar en IRTF. CSHELL era un espectrógrafo Echelle de orden único de alta resolución de 1 a 5,5 μm que utiliza una matriz de detectores de InSb de 256 x 256 píxeles. Cada píxel tenía 0,2" en el cielo y la dispersión espectroscópica es de 100.000 por píxel. Las rendijas de 0,5" a 4,0" proporcionaban resoluciones espectrales de hasta 30.000. CSHELL también tenía un modo de imágenes IR para la adquisición de fuentes que cubre un área de 30" x 30". Un CCD interno con un FOV de 1' permite guiar.
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 utilizó una matriz de detectores Hawaii 2RG de 2048x2048. La escala de la imagen fue de 0,04 segundos de arco/píxel y el campo de visión es de 82x82 segundos de arco. Contenía dos ruedas de filtros. La primera era una rueda de 28 posiciones que contenía filtros de banda ancha y de banda estrecha y un polarizador de rejilla. El segundo contenía un CVF de 1,5 a 5 µm y grismas. para espectroscopía de baja resolución. Una tercera rueda, ubicada en el plano focal del telescopio F/38 dentro de la cámara, contenía rendijas de grism y lentes de campo. Se podría utilizar una rueda externa que contenga una placa de ondas con un polarizador en la rueda CVF para polarimetría. NSFCam2 se retiró del telescopio en el otoño de 2012 para actualizar su conjunto a un conjunto Hawaii 2RG de grado de ingeniería de mayor calidad con un nuevo controlador de conjunto. A partir de 2019, NSFCam2 ya no está disponible para su uso en la IRTF.
La mayoría de los usuarios de IRTF prefieren utilizar IRTF de forma remota. Los observadores pueden utilizar IRTF desde cualquier lugar con una conexión a Internet de alta velocidad, como su oficina o su hogar, 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 conocer 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 Hawaii. En el pasado, cuando los observadores viajaban al telescopio, el telescopio estaba programado para las 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 pedir noches enteras. Dado que los observadores no viajan a Hawaii, también pueden solicitar el uso del telescopio con mayor frecuencia. Esto ha permitido al IRTF apoyar muchos programas donde son necesarias observaciones frecuentes de objetivos, como el monitoreo semanal de objetos del sistema solar. La observación remota también ha permitido al IRTF apoyar programas de objetivos de oportunidad (ToO). Estos son programas de alto mérito científico donde el momento de la observación no se puede predecir en el momento en que el telescopio está programado. Los ejemplos incluyen supernovas, que explotan inesperadamente, o asteroides cercanos a la Tierra que pueden descubrirse poco antes de su máxima aproximación a la Tierra. Aunque los observadores suelen estar a distancia, el operador del telescopio está en la cima para garantizar la seguridad de la instalación, ayudar al observador y solucionar problemas que puedan surgir durante la noche.
La Instalación del Telescopio Infrarrojo de la NASA (IRTF) también realizó observaciones de P/2016 BA14 , que es un cometa que se acercó 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 en el mismo lugar al mismo tiempo". , ¿Por qué dos? ¿Por qué no construyes uno y lo compartes? [3]
Los telescopios infrarrojos dedicados requieren una ubicación alta y seca, instrumentación especial y espejos y ópticas de alta calidad similares a los de las observaciones de longitudes de onda visibles. Otros grandes telescopios ópticos de infrarrojo e infrarrojo cercano alrededor de 1980:
Ha habido otros dos telescopios más pequeños en el infrarrojo cercano: 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.
