Warum ist Nancy Grace Roman = 100 × Hubble? Warum ist die Weitfeldkamera des neuen Weltraumteleskops so viel breiter als die alte?

Der Titel der WFIRST-Projektbeschreibung (bevor es Nancy Grace Roman Space Telescope genannt wurde ) lautet The Wide Field Infrared Survey Telescope: 100 Hubbles for the 2020s .

Frage: Warum ist Nancy Grace Roman = 100 × Hubble? Warum ist die Weitwinkelkamera des neuen Weltraumteleskops so viel breiter als die des alten?

Die Teleskope haben ungefähr die gleichen Wellenlängen und Öffnungen, hat das neue also hundertmal mehr Pixel bei gleicher Auflösung oder 100mal größere Pixel? Gibt es eine bessere Korrekturoptik, die ein flacheres Feld für ein flaches Array oder ein Array mit gekrümmter Brennebene oder eine andere optische Korrektur ermöglicht?

Antworten (1)

Hubble wurde in den späten 1980er Jahren entwickelt, als elektronische Detektoren klein waren (die ursprüngliche Wide Field/Planetary Camera hatte zwei verschiedene 2x2-Arrays von 800x800-Pixel-CCDs); Es musste auch mehrere verschiedene Instrumente tragen, die jeweils nominellen Platz in der Brennebene einnahmen. Daher wurde es optimiert, um kleine Sichtfelder zu verwenden, die zu den kleinen Detektoren passen.

WFIRST/ Nancy Grace Roman konzentriert sich viel stärker auf großflächige Vermessungen, sodass es den größten Teil des Sichtfelds der IR-Kamera widmen kann. Der Grund, warum dies jetzt möglich ist, ist wahrscheinlich eine Kombination aus drei Dingen:

  1. Große, empfindliche, rauscharme IR-Detektoren sind jetzt verfügbar; Der aktuelle Plan sieht vor, insgesamt 18 einzelne 4k x 4k-Detektoren zu verwenden -- ein großer Fortschritt gegenüber dem ursprünglichen 256 x 256 NICMOS-Detektor Mitte der 1990er Jahre, der 1997 im HST installiert wurde , und gegenüber dem einzelnen 1k x 1k-Detektor im Infrarotkanal von WFC3 (installiert 2009);
  2. Wir haben viel Erfahrung im Bau von Array-Mosaiken mit vielen einzelnen Detektoren (die geplanten ∼ 300 Megapixel-Mosaik ist relativ bescheiden im Vergleich zu den Gigapixel-Arrays in Pan-STARRS1 und LSST/Vera Rubin);
  3. Die Computertechnologie ist so weit fortgeschritten, dass wir jetzt alle Daten speichern können, die ein solches Instrument aufnehmen würde, und sie in angemessener Zeit an den Boden übertragen . Hubble kann derzeit zwischen 2 und 3 Gigabyte Daten pro Tag aufnehmen und übertragen; Roman wird voraussichtlich etwa 500 -mal so viele Daten aufnehmen und übertragen .
Bei der Recherche Wo genau befindet sich die Modifikation, die zuerst die sphärische Aberration in Hubbles Hauptspiegel korrigierte? und als ich die Antworten dort las, war mir vage bewusst, dass die Brennebene des HST nicht vollständig genutzt wurde, aber es scheint mir jetzt, dass ein Großteil, wenn nicht der größte Teil seines nützlichen Sichtfelds ungenutzt ist, was teilweise auf die unterschiedliche Natur der verschiedenen Instrumente zurückzuführen ist und Einschränkungen für CCD-Arrays und Elektronik zu der Zeit, wie Sie diskutieren. Das ist eine wunderbare Antwort, danke!
Warum ist Nancy Grace Roman = 100 × Hubble? Warum ist die Weitfeldkamera des neuen Weltraumteleskops so viel breiter als die alte?
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