STUDIO紫外氣球飛行任務和平臺現(xiàn)狀
(論文部分內(nèi)容摘抄)
成像觀測站的平流層紫外線演示器(STUDIO)是一個氣球載平臺,在口徑為0.5米的望遠鏡上攜帶成像微通道板(MCP)探測器。平流層氣球提供了在受大氣層限制的波長范圍內(nèi)進行觀測的可行且負擔得起的平臺,同時,它們可以作為向未來空間應用儀器和其他硬件的技術演示的有效步驟。STUDIO計劃在瑞典上空進行飛行。該任務的科學目標是調(diào)查銀河平面內(nèi)的變星熱致密星和M矮星,這艘駁船的設計允許使用不同的儀器或望遠鏡。在本文中,我們介紹了STUDIO平臺的設計和制造和測試的現(xiàn)狀。
圖為吊艙和望遠鏡系統(tǒng),為了更好地顯示有效載荷,隱藏其他只顯示一個太陽能電池板。大多數(shù)電子設備和服務系統(tǒng)位于貢多拉地面,進行有效載荷(主要是望遠鏡)和吊艙的對接,在地面進行全系統(tǒng)測試,隨后飛行在瑞典基律納的飛行窗口進行。
工作室望遠鏡與光學:
STUDIO的光學載荷由一臺50厘米孔徑的閉合式望遠鏡組成,望遠鏡儀器臺安裝在望遠鏡后部。一種先進的光子計數(shù)成像微通道板探測器,可在UV波段(180nm-330nm)內(nèi)進行觀測,德國/ Excelitas PCO 公司的(pco.edge 4.2)可見光相機,主要用于閉環(huán)精細圖像穩(wěn)定系統(tǒng)中的跟蹤傳感器,還將作為覆蓋可見光波段(350nm-1000nm)觀測的次要科學儀器。在實驗室和空中對(pco.edge 4.2)相機進行了初步測試,以驗證其性能和數(shù)據(jù)表中給出的優(yōu)點。主要是,我們的興趣集中在幀速率和噪聲數(shù)字,偏置,讀數(shù)和暗電流。實驗室特征分析是在5級潔凈室中進行的,在環(huán)境溫度和壓力下,使用集成球作為光源。所測得的大部分參數(shù)都比制造商所述的略好。35fps的幀速率在2048x2048像素幀的慢速掃描中實現(xiàn)。只有0.36個暗電子/像素/秒在傳感器溫度為5°C時計數(shù)。測量了0.652 e的讀出噪聲和47.20 e/像素的偏置。預計該相機將用于 STUDIO 50厘米望遠鏡,該望遠鏡的收集面積約為六倍,相當于收集信號的六倍。由于星等是信號的2.5級,因此預計增益為2.4級。此外,在40公里處的圖像采集將提供更好的圖像質(zhì)量。
左圖用于測試的探測器前細網(wǎng)格的圖像??梢钥吹皆谔綔y器的多數(shù)部位,直線和對網(wǎng)格的衍射效應是可見的,左圖中的亮點源于單個MCP通道的缺陷或不規(guī)則性;為每個MCP堆疊創(chuàng)建相應的查找表,以計入這些影響。右圖為基律納上空夏季轉(zhuǎn)折條件飛行期間的夜空可觀測區(qū)域,綠色陰影:飛行期間的可觀測區(qū)域;第谷星表中所有恒星的密度圖,銀河系清晰可見,呈密度較高的帶狀;黃色圓圈:太陽的位置。
在STUDIO的集成和飛行準備方面取得了良好進展。對于首飛,主要科學案例是尋找變星熱致密星和探測冷矮星耀斑,進一步的科學案例正在考慮中。STUDIO吊艙支持安裝在萬向支架式結構上的50厘米望遠鏡。探測器將在紫外波段進行科學觀測,而德國PCO可見光波段相機(pco.edge 4.2)既可用于科學觀測,也可用于支持圖像穩(wěn)定系統(tǒng),有著不可或缺至關重要的作用。整個系統(tǒng),包括吊籃,都是可擴展和靈活的。單個組件或整個組件組可以更換為未來的飛行。例如望遠鏡儀器平臺上的探測器可以更換,整個望遠鏡也可以更換。
德國/ Excelitas PCO 公司的pco.edge 4.2 sCMOS相機,采用sCMOS傳感器,具有高分辨率、低噪聲、弱光成像的效果。將實驗過程完美記錄,為實驗提供強而有力的圖像數(shù)據(jù)支持。
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