FUSE (telescopio spaziale)

Telescopio spaziale FUSE
Descrizione di questa immagine, commentata anche di seguito Il telescopio FUSE in preparazione. Dati generali
Organizzazione NASA , APL , CNES (5%), ASC (5%)
Programma Esplora - Midex
Campo Telescopio ultravioletto
Stato Missione completata
Altri nomi Esploratore spettroscopico ultravioletto lontano , Explorer 77
Lanciare 24 giugno 1999
Launcher Delta II 7320
Fine della missione 18 ottobre 2007
Identificatore COSPAR 1999-035A
Luogo [1]
Caratteristiche tecniche
Messa al lancio 1.400 kg
Orbita
Orbita Orbita bassa
Altitudine 746-760 km
Periodo 99,9 min
Inclinazione 25 °
Telescopio
genere Specchio parabolico
Diametro ~ 39 cm x 35 cm (x4)
La zona Da 20 a 80 cm²
Focale 2.245 m
Campo 4 "x 20" a 0,5 "
Lunghezza d'onda Ultravioletto distante (da 90,5 a 119,5 nm)
Strumenti principali
FUVS Spettrografo

Il telescopio spaziale FUSE , acronimo in inglese di Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer ( Spectroscopic Explorer ultraviolet distance ) è un telescopio spaziale della NASA , sviluppato e gestito dalla Johns Hopkins University ( Baltimora , Maryland , USA ) con una piccola quota dell'Agenzia Spaziale Canadese e il CNES francese. Dal 1999 al 2007, lo spettrografo FUSE è stato utilizzato per produrre spettri elettromagnetici nel lontano intervallo ultravioletto (da 90 a 120 nanometri ). Queste misurazioni hanno permesso in particolare di valutare il rapporto deuterio / idrogeno , caratteristica importante del modello cosmologico , di misurare le caratteristiche e la distribuzione dei gas caldi della Via Lattea nonché dell'idrogeno molecolare presente nello spazio interstellare . Il satellite , lanciato24 giugno 1999, ha cessato di operare nel 2007 a seguito del guasto del suo sistema di controllo dell'assetto .

Background scientifico

Le transizioni elettroniche degli atomi e delle molecole più abbondanti nell'universo ( elio , idrogeno ) determinano l'emissione di fotoni nella parte dello spettro elettromagnetico situata nell'ultravioletto . È in questa parte dello spettro che si trovano in particolare le transizioni di deuterio , di grande importanza nel campo della cosmologia , la maggior parte di quelli di idrogeno molecolare che permettono di risalire alle fasi iniziali della stella formazione e di pianeti pure come le transizioni dello ione ossigeno VI per rilevare i gas caldi espulsi dalle esplosioni supernove incorporate nell'alone galattico .

La radiazione ultravioletta è filtrata dall'atmosfera e può quindi essere osservata solo da strumenti posizionati nello spazio. Tuttavia, i telescopi spaziali che esistevano negli anni '90, come il telescopio spaziale Hubble , sono praticamente insensibili a lunghezze d'onda inferiori a 1150 Å. Dal 1972 al 1982, il satellite Copernicus ha esplorato questo dominio spettrale con capacità limitate, fornendo dati essenziali sul mezzo interstellare diffuso. Successivamente, sono state effettuate limitate osservazioni con strumenti a bordo di sonde spaziali Voyager o nell'ambito di missioni dello space shuttle americano (strumenti HUT , ORFEUS e IMAPS ). Il telescopio FUSE è stato sviluppato per coprire quest'area fino ad ora poco studiata con una sensibilità 10.000 maggiore di quella di Copernico.

Obiettivi

FUSE fa parte del programma NASA Origins , il cui obiettivo è studiare i processi fisici associati alla nascita e all'evoluzione di stelle , galassie e universo . I principali obiettivi assegnati a FUSE sono:

Sviluppo

77 di FUSE ° missione del programma di Explorer , che include missioni spaziali scientifiche al costo moderato l' agenzia spaziale degli Stati Uniti , la NASA . All'interno di questo programma, è una missione della classe Medium-class Explorers (MIDEX), il cui costo teoricamente non dovrebbe superare i 180 milioni di dollari. La NASA ha commissionato lo sviluppo del satellite di laboratorio APL della Johns Hopkins University di Baltimora . Questo gestisce anche il centro di controllo satellitare. L' Università di Berkeley rende il sistema di rilevamento e l' Università del Colorado lo spettrografo . L'agenzia spaziale francese CNES fornisce i reticoli di diffrazione dello spettrografo mentre l' Agenzia spaziale canadese sta sviluppando l'estremità di errore del sensore del telescopio. Francia e Canada ricevono in cambio il 5% del tempo totale di osservazione (250 orbite di osservazione durante il primo anno, su un totale di 850 per tre anni per la Francia, il Canada che ha prodotto da parte sua, nel dicembre 2008, circa il 17% di tutto pubblicazioni scientifiche relative alla missione.). La stazione di ricezione a terra sarà a Warren Moos nell'isola di Porto Rico . Il costo finale del progetto è stimato in 250 milioni di dollari.

Caratteristiche tecniche

FUSE comprende due sottogruppi: la piattaforma che riunisce le apparecchiature che consentono di far funzionare il satellite e il carico utile che deve soddisfare gli obiettivi assegnati al satellite. FUSE ha una massa totale di 1360  kg di cui 580  kg per la piattaforma e 780  kg per il carico utile. Il satellite ha la forma di un parallelepipedo di 1,2  m x 1,8  m x 5,5  m .

Carico utile

Lo strumento FUSE copre l'intero spettro dell'ultravioletto da 905 a 1195 Å. Comprende un sistema ottico costituito da quattro specchi parabolici che convergono la luce, uno spettrografo che utilizza un reticolo di diffrazione . Nell'estremo intervallo spettrale dell'ultravioletto, i sistemi ottici riflettono solo fotoni molto energetici quando arrivano a incidenze radenti. FUSE utilizza specchi rivestiti con nuovi rivestimenti superficiali che migliorano la riflettività degli specchi utilizzati per far convergere i fotoni ultravioletti. Vengono utilizzati quattro specchi parabolici primari per ottenere una superficie di raccolta sufficientemente ampia (da 20 a 80  cm 2 a seconda della lunghezza d'onda). Due sono rivestiti con un rivestimento di carburo di silicio che consente una riflettività del 32% praticamente sull'intero spettro osservato mentre gli altri due ricevono un rivestimento che combina alluminio e fluoruro di litio con una riflettività raddoppiata ma limitata a lunghezze d'onda maggiori di 1030 Å. La lunghezza focale è di 2.245  m .

I fotoni riflessi dagli specchi primari passano quindi attraverso una delle quattro fessure di ingresso disponibili:

Il raggio di luce passa quindi attraverso quattro reticoli di diffrazione (tanti quanti gli specchi primari) che trasformano la luce incidente in uno spettro elettromagnetico con una risoluzione spettrale prossima a 30.000. I reticoli di diffrazione sono montati su un cerchio di Rowland  ( pollici ) di 1 652  mm in diametro e vengono tracciati mediante olografia su substrati sferici per correggere le aberrazioni spettrografiche. I reticoli di diffrazione ricevono rivestimenti simili a quelli degli specchi primari. La luce dai quattro canali raggiunge due rivelatori. La luce che non passa attraverso le fenditure è sfruttata da sensori fini FES ( Fine Error Sensor ) aventi un campo ottico di 20 '× 20' in grado di rilevare stelle di magnitudine apparente pari a 16 e che sono responsabili del puntamento fine del telescopio con una precisione di 0,5 archi al secondo .

Vita operativa

Il satellite è posto in orbita, il 24 giugno 1999, da un razzo Delta II 7320 lanciato da Cape Canaveral . La durata dell'incarico, inizialmente fissata in 3 anni, viene prorogata. Nel dicembre 2004 un problema al sistema di controllo dell'orientamento (avaria della terza ruota di reazione ) ha interrotto le operazioni, riprese nel 2005, ma il satellite ha subito una serie di nuovi guasti. Nel maggio 2007, l'ultima ruota di reazione ha cessato di funzionare e dopo il fallimento dei tentativi di riparazione, il satellite è stato messo fuori servizio il18 ottobre 2007. Dovrebbe fare il suo rientro atmosferico intorno al 2037.

Risultati scientifici

Tra i risultati ottenuti da FUSE dopo 6 anni di osservazione nel 2006:

Note e riferimenti

  1. Institut d'Astrophysique di Parigi , "  Presentazione della missione FUSE  " , su http://www2.iap.fr (consultato il 31 Dicembre 2013 )
  2. (in) Warren Moos, Kenneth Sembach e Luciana Bianchi, "  Far Ultraviolet Astronomy and Origins: The Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer (FUSE) mission  " su http://fuse.pha.jhu.edu , APL (visitato il 31 dicembre 2013 )
  3. Jean-François Desessard, "  Missione" FUSE ": l'Universo osservato nel lontano ultravioletto  " , su Electronic Bulletins ,1 ° maggio 1999(accesso 2 gennaio 2013 )
  4. "  FUSE svela alcuni dei misteri dell'universo  " , sull'agenzia spaziale canadese ,3 dicembre 2008(accesso 2 gennaio 2013 )
  5. Institut d'astrophysique de Paris , "  Actualités  " , su http://www2.iap.fr (consultato il 31 dicembre 2013 )
  6. (in) J. Linsky et al., "  The Deuterium Puzzle Solved? Gli astronomi tracciano "Fossil" of Big Bang Across our Galaxy  " , su http://archive.stsci.edu ,Agosto 2006
  7. (in) G Andersson e David Knauth, "  first Detection of Molecular Nitrogen  " su http://archive.stsci.edu ,gennaio 2004
  8. (it) George Sonneborn, “  Sei anni di Astrofisica con il Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer  ” , a http://archive.stsci.edu ,12 gennaio 2006

Bibliografia

Vedi anche

Articoli Correlati

link esterno