Как стратосферный телескоп НАСА ASTHROS сравнивается с космическим телескопом Джеймса Уэбба?

В Space SE я спросил, не было бы дешевле и быстрее разместить космический телескоп, подобный Джеймсу Уэббу, на воздушном шаре, а не на ракете?

Я дал ссылку на несколько новостей:

Вопрос: Но здесь я хотел бы спросить об инструменте ASTHROS и о том, как он соотносится по возможностям и набору инструментов с JWST. Я знаю, что у них обоих есть инфракрасные возможности и приборы с криогенным охлаждением, но я не знаю, как сравниваются их приборы или спектральные диапазоны. Я почти уверен, что у ASTHROS не будет такой же апертуры, как у JWST, но я не знаю, насколько она будет меньше.

обновление: в статье новостей JPL/NASA выше интригующе говорится:

Гондола под шаром будет нести инструмент и легкий телескоп, который состоит из 8,4-футовой (2,5-метровой) параболической антенны, а также ряда зеркал, линз и детекторов, разработанных и оптимизированных для улавливания дальнего инфракрасного света. Благодаря тарелке ASTHROS стал самым большим телескопом, который когда-либо летал на высотном воздушном шаре. Во время полета ученые смогут точно контролировать направление, на которое указывает телескоп, и загружать данные в режиме реального времени с помощью спутниковых каналов.

Ответы (1)

Я нашел эту ссылку, которая может показаться интересной: https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-mission-will-study-the-cosmos-with-a-stratospheric-balloon .

В статье по ссылке четко не указаны фактические инструменты или их функциональность, но, поскольку это официальная статья, я подумал, что она может быть полезна.

Единственная информация, которую НАСА официально опубликовало об ASTHROS, — это системы охлаждения:

Поскольку инструменты дальнего инфракрасного диапазона необходимо держать очень холодными, многие миссии используют жидкий гелий для их охлаждения. Вместо этого ASTHROS будет полагаться на криокулер, который использует электричество (поставляемое солнечными панелями ASTHROS), чтобы поддерживать сверхпроводящие детекторы вблизи минус 451,3 градусов по Фаренгейту (минус 268,5 градусов по Цельсию) — немного выше абсолютного нуля, самой низкой температуры, которую может достичь материя. Криоохладитель весит намного меньше, чем большой контейнер с жидким гелием, который потребуется ASTHROS для поддержания температуры своего инструмента на протяжении всей миссии. Это означает, что полезная нагрузка значительно легче, а продолжительность миссии больше не ограничивается количеством жидкого гелия на борту.

Вот ссылка на JWST: https://en.wikipedia.org/wiki/James_Webb_Space_Telescope

Эта ссылка также не указывает на разницу между JWST и ASTHROS, но сравнивает JWST с космическим телескопом Хаббла. Вот несколько сравнений: -

Ожидаемая масса JWST составляет примерно половину массы космического телескопа Хаббла, но его главное зеркало, покрытый золотом бериллиевый отражатель диаметром 6,5 метра, будет иметь собирающую площадь более чем в шесть раз больше, 25,4 квадратных метра (273 квадратных фута), с использованием 18 шестиугольников. зеркала с затемнением 0,9 квадратных метра (9,7 квадратных футов) для вторичных опорных стоек.

JWST ориентирован на астрономию в ближнем инфракрасном диапазоне, но также может видеть оранжевый и красный видимый свет, а также средний инфракрасный диапазон, в зависимости от инструмента. В дизайне особое внимание уделяется ближнему и среднему инфракрасному диапазону по трем основным причинам: видимое излучение объектов с большим красным смещением смещено в инфракрасное, холодные объекты, такие как диски обломков и планеты, наиболее сильно излучают в инфракрасном диапазоне, и этот диапазон трудно изучать из на земле или с помощью существующих космических телескопов, таких как Хаббл. Наземные телескопы должны смотреть сквозь атмосферу, непрозрачную во многих инфракрасных диапазонах (см. рисунок атмосферного поглощения). Даже там, где атмосфера прозрачна, многие целевые химические соединения, такие как вода, углекислый газ и метан, также присутствуют в атмосфере Земли, что значительно усложняет анализ.

Далее в статье сравнивается JWST с другими телескопами (в основном системы охлаждения, апертура и длины волн), чтобы вы могли сравнить планируемый в настоящее время телескоп JWST с другими уже запущенными, такими как IRT, ISO и Spitzer.

Вышеупомянутая статья WIKI удивительно подробная и может помочь.

В приведенной выше статье указан следующий диапазон длин волн ASTHROS:

Управляемый Лабораторией реактивного движения НАСА, ASTHROS наблюдает свет в дальнем инфракрасном диапазоне или свет с длинами волн, намного превышающими то, что видно человеческому глазу. Для этого ASTHROS необходимо будет достичь высоты около 130 000 футов (24,6 мили или 40 километров) — примерно в четыре раза выше, чем летают коммерческие авиалайнеры. Хотя он все еще намного ниже границы космоса (около 62 миль или 100 километров над поверхностью Земли), он будет достаточно высоким, чтобы наблюдать световые волны, заблокированные земной атмосферой.

Он также определяет цели для ASTHROS, перечисленные ниже:

ASTHROS создаст первые подробные трехмерные карты плотности, скорости и движения газа в этих регионах, чтобы увидеть, как новорожденные гиганты влияют на их плацентарный материал. Таким образом команда надеется получить представление о том, как работает звездная обратная связь, и предоставить новую информацию для уточнения компьютерных симуляций эволюции галактик.

Он также впервые обнаружит и отобразит присутствие двух конкретных типов ионов азота.

Третьей целью ASTHROS станет галактика Мессье 83. Наблюдение там признаков звездной обратной связи позволит команде ASTHROS глубже понять ее влияние на различные типы галактик. «Я думаю, все понимают, что звездная обратная связь является основным регулятором звездообразования на протяжении всей истории Вселенной», — сказал ученый JPL Хорхе Пинеда, главный исследователь ASTHROS. «Компьютерное моделирование эволюции галактик до сих пор не может полностью воспроизвести реальность, которую мы наблюдаем в космосе. Картирование азота, которое мы будем делать с помощью ASTHROS, никогда раньше не делалось, и будет интересно увидеть, как эта информация поможет сделать эти модели более точны».

Наконец, в качестве четвертой цели ASTHROS будет наблюдать TW Hydrae, молодую звезду, окруженную широким диском из пыли и газа, где могут формироваться планеты. Благодаря своим уникальным возможностям ASTHROS измерит общую массу этого протопланетного диска и покажет, как эта масса распределяется по нему. Эти наблюдения потенциально могут выявить места, где пыль слипается, образуя планеты. Узнав больше о протопланетных дисках, астрономы смогут понять, как разные типы планет формируются в молодых солнечных системах.

Диапазон длин волн JWST объясняется как:

JWST будет вести наблюдения в более низком частотном диапазоне, от длинноволнового видимого света до среднего инфракрасного (от 0,6 до 28,3 мкм), что позволит ему наблюдать объекты с большим красным смещением, которые слишком стары и слишком далеки для наблюдения Хабблом. 8][9] Телескоп должен быть очень холодным, чтобы вести наблюдения в инфракрасном диапазоне без помех, поэтому он будет развернут в космосе вблизи точки Лагранжа L2 Земля-Солнце, а большой солнцезащитный козырек из каптона с кремниевым и алюминиевым покрытием сохранит свою зеркало и инструменты ниже 50 K (-220 ° C; -370 ° F).

Кроме того, вот некоторые цели JWST: https://www.nasa.gov/feature/goddard/2017/icy-moons-galaxy-clusters-and-distant-worlds-among-selected-targets-for-james- веб-пространство

Спасибо за ваш ответ! Оказывается, ваша первая ссылка и моя третья ссылка — это одни и те же статьи, но размещенные на разных веб-сайтах НАСА. Поиск на сайте student.google.com нашел это , что может быть полезно. Это главный исследователь (PI) для ASTHROS.
Вы можете хотя бы добавить в свой ответ сравнение диапазонов длин волн JWST и ASTHROS, если это возможно.
Это просто дословное воспроизведение материала по ссылке, указанной в вопросе.
@RobJeffries, изначально я намеревался предоставить только ссылки и предупреждения, но вместо того, чтобы открывать ссылку, я добавил удобства, просто опубликовав важные части в самом ответе. Ссылки предоставляются только в качестве внешней ссылки. Но если вы чувствуете, что я должен был представить только то, что знал, то, пожалуйста, знайте, что я уже знал все, что есть в ссылках, я только хотел упростить задачу, поделившись ссылками и избавив людей от необходимости искать и проверьте все, что я сказал в ответе.
Я просто комментирую, что не думаю, что это добавляет много информации к тому, что было неявно доступно в вопросе. И по крайней мере часть информации неверна (например, диапазон длин волн HST).
@RobJeffries - Если в моем сообщении есть проблема, скажите мне об этом. В любом случае спасибо за выявление ошибки. Я постараюсь решить ее как можно скорее.