Как (черт возьми) камера SOHO SWAN отображает всю небесную сферу 4π sr?

Ответ заключается в том, что он делает это путем сканирования. Есть два инструмента SWAN, каждый из которых видит область$5^\circ \times 5^\circ$в любой момент: с$25$-пиксельный датчик, где каждый пиксель равен одному квадратному градусу.

Один из этих инструментов смотрит на северное полушарие, а другой на южное полушарие, и оба они сканируются механизмами, которые включают два вращающихся узла для каждой камеры. Вот довольно гротескная схема севера (вверху на диаграмме), обращенного к той, которую я нарисовал:

Камера смотрит в направлении стрелки, и два вращающихся бита представлены двумя дисками, а второй диск вращается только через верхний$\pi$угол.

Однако камера на самом деле садится у основания этой сборки, глядя вверх, а свет направляется на нее через два зеркала, одно из которых вращается вместе с каждой сборкой. Я не рисовал их, так как стало слишком сложно выполнять преобразования координат.

Чтобы сделать жизнь интереснее, эти зеркала не простые, а тороидальные. Причина этого в том, что зеркала выполняют, по крайней мере, некоторую (и я думаю, что, вероятно, всю) фокусировку света, а использование пар тороидальных зеркал позволяет избежать астигматизма, связанного с зеркалами со сферической шлифовкой. Это ловкий трюк.

И последний трюк заключается в том, что на каждом оптическом пути есть ячейка, полная водорода, которую можно использовать для поиска Лайман-$\alpha$линия в водороде. Как упоминалось в комментарии, я думал, что понял, как это работает, но теперь я не уверен, что понимаю. В норме водород в клетках молекулярный, что означает, что он не поглощает Ly-$\alpha$. В ячейках есть нагреватели, которые нагревают их достаточно, чтобы диссоциировать водород в ячейке, и в этот момент он будет поглощать Ly-$\alpha$. Поэтому я думаю, что они используют разницу между состоянием при холодной и горячей ячейке, чтобы сделать вывод о том, сколько ли-$\alpha$они видят, как, когда жарко, они, по сути, ставят Ly-$\alpha$поглотитель между камерой и небом. Но я не совсем уверен в этом.

Рекомендации

• LATMOS — это по крайней мере одна из групп, участвующих в SWAN, и вот страница со схемой инструмента.
• Страница NASA SWAN менее информативна.
• У Knight Optical есть полезное описание тороидальных зеркал и того, что они делают.

Многие ссылки со страниц LATMOS, к сожалению, сгнили, так как проект довольно старый.