Invólucro externo

Câmara de múltiplo instrumentos
Diagrama da câmara que contém os instrumentos científicos
Diagrama da câmara que contém os instrumentos científicos

A Câmara de múltiplo instrumentos consiste em um compartimento resfriado do telescópio Spitzer contém três instrumentos científicos que são o IRAC, o IRS e o MIPS, bem como os sensores de calibração responsável por parte do direcionamento do telescópio.

A câmara que contém os múltiplos instrumentos foi construída para ser compactada para que não passasse luz, a menos a permitida para ser detectada diretamente pelos instrumentos. A câmara tem 84 cm de diâmetro por 20 cm de altura. Sua placa de base e cobertura é feita em alumínio e está montado diretamente sobre o tanque de hélio.

[editar] Câmera de cobertura do infravermelho

O Infrared Array Camera (IRAC) é um dos três instrumentos científicos que tem a finalidade de tirar fotos, de comprimentos de ondas juntas e próximas ao infravermelho. A finalidade geral desta câmera é a de observar uma grande variedade de corpos celestes.

O IRAC consiste em uma câmera de quarto canais que fornecem simultaneamente imagens de 5,12 x 5,12 arco minuto, com comprimento de ondas de 3,6; 4,5; 5,8, e 8 micrômetros. Cada um dos quatro detectores apresenta o tamanho de 256 x 256 pixels. O IRAC utiliza dois conjuntos de detectores. Dois canais captam ondas curtas e montam uma imagem composta de dois detectores, constituídos um de índio e o outro de antimônio.

Os dois canais que detectam ondas de médio comprimento usam detector de silício que foi especialmente tratado com arsênico. Esta é a única parte móvel do IRAC.

[editar] Câmera espectrográfica de infravermelho
Corte esquemático do corpo do telescópio
Corte esquemático do corpo do telescópio

O Infrared Spectrograph (IRS) é um dos três instrumentos científicos que fornece imagens de alta e baixa resolução para comprimentos de ondas de tamanho médio de infravermelho

Espectrômetros são instrumentos que dividem a luz em vários comprimentos que a constituem. Com este espectro os astrônomos estudam as linhas de emissão e de absorção e isso permite determinar quais são os átomos e molécula que constituem o objeto que está sendo observado.

O IRS é constituído de quarto módulos separados: : baixa resolução, comprimento de onda curta, cobrindo a faixa de 5,3 até 14 micrômetro; : alta resolução, comprimento de onda curta, cobrindo a faixa de 10 até 19,5 micrômetros; : baixa resolução, comprimento de onda longo, cobrindo a faixa de 14 até 40 micrômetros; : e alta resolução, comprimento de onda longo, cobrindo a faixa de 19 até 137 micrômetros.

Cada módulo possui sua própria abertura para receber a luz infravermelha. O detector tem as dimensões de 128 x128 pixels de comprimento. Os detectores de ondas de comprimento curto são feitos de arsênico. Os detectores de ondas de comprimento longo são feitos com antimônio.

O IRS é um instrumento que fisicamente é composto por duas partes distintas, a parte refrigerada que está localizada dentro da câmara de múltiplos instrumentos do Spitzer e a parte não refrigerada ou dita quente, que está localizada na base do telescópio. O IRS não possui nenhuma parte móvel.

[editar] Fotômetro imageador multibanda

O Multiband Imaging Photometer for Spitzer (MIPS) é um dos três instrumentos científicos do Observatório e fornece imagens e limitada análise espectrográfica para comprimentos de ondas distantes da faixa infravermelha. O detector de silício com tratamento especial com arsênico consiste em um detector de 128 x 128 pixels de tamanho, para obter imagens de comprimento de onda de 24 micrômetros. O detector de 32 x 32 pixels é para imagens de 70 micrômetros e o detector de 2 x 20 pixels é usado para obter imagens de 160 micrômetros.

Ambos usam como detector o germânio tratado com gálio. O detector de 32 x 32 pixel enxerga espectro de comprimento entre 50 até 100 micrômetros. O campo de visão do MIPS varia de 5 x5 arco minuto, para comprimento de ondas curtas e 0,5×5 arco minuto, para comprimento de ondas longas.

Os três detectores, os calibradores, o espelho escaneador e os componentes ópticos fazem parte do setor criogênico do MIPS. Toda esta estrutura é montada na câmara resfriada do Spitzer. Em adicional, o MIPS e o IRS compartilham a mesma parte dita quente do telescópio para as suas operações. A única parte móvel do MIPS é o espelho escaneador que é utilizado para mapear eficientemente as áreas do céu.

[editar] Invólucro externo
Invólucro protetor térmico-mecânico
Invólucro protetor térmico-mecânico

O invólucro externo é feito de material leve. Tratasse de um sanduíche de alvéolos de alumínio. É pintado de preto na face que não recebe a luz solar, para uma mais eficiente troca de calor com o frio do espaço. É brilhante para o lado do Sol, com a finalidade de rejeitar todo o calor do Sol e dos painéis solares. Para maximizar o tempo de uso do hélio, o invólucro externo é mantido na temperatura mais baixa possível. As fontes de calor do invólucro externo são a própria nave espacial, situada abaixo do telescópio, o painel solar e o sistema de rastreamento das estrelas.

O invólucro externo é vedado em seu topo, quando a nave espacial ejeta nitrogênio a fim de que não contamine o espelho e outras superfícies. O escudo térmico é da dimensão e forma tal que o observatório sempre fique na sombra, quando o Observatório estiver funcionando normalmente.

[editar] Criostato
Corte esquemático do criostato do Spitzer
Corte esquemático do criostato do Spitzer

De uma forma geral, os instrumentos científicos do Spitzer necessitam para funcionar apropriadamente, que sejam mantidos muito frio. Tudo isso devido ao fato que os detectores de infravermelho serem muito sensíveis ao frio.

Se os instrumentos não estiverem muito frios, o próprio calor deles deverá interferir no estudo das fracas radiações infravermelhas dos corpos celestes.

O criostato deve manter os instrumentos científicos a uma temperatura abaixo de 1,4 Kelvins por um período superior a cinco anos. O criostato faz tal serviço graças ao hélio líquido, cujo vapor é lançado sobre os instrumentos, e ajuda a mante-los frios.

O criostato consiste em um tanque a vácuo, cujo seu interior está cheio de vapor resfriado de hélio e de sistemas de gerenciamento deste fluído. O tanque tem uma capacidade para 360 litros de hélio superfluido

O telescópio está fixado no seu topo do emissor de vapor gelado do criostato. O telescópio e o invólucro do criostato são lançados à temperatura ambiente e esfriados 35 graus kelvins quando em órbita.

O vácuo do criostato deve ser selado quando de sua manobra na Terra e no seu lançamento ao espaço. Uma vez no espaço e os instrumentos são refriados até o ponto de sua utilização. A porta superior do telescópio é aberta e a luz pode iluminar os instrumentos científicos da câmara multi-instrumental.

O telescópio e o criostato são envolvidos por outro invólucro. O invólucro destina-se a manter o calor exterior distante do telescópio e dos instrumentos científicos.

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