Почему Нэнси Грейс Роман = 100 × Хаббл? Почему широкоугольная камера нового космического телескопа намного шире старой?

Заголовок описания проекта WFIRST (до того, как он был назван Космическим телескопом Нэнси Грейс Рим ) — The Wide Field Infrared Survey Telescope: 100 Hubbles for the 2020s .

Вопрос: Почему Нэнси Грейс Роман = 100 × Хаббл? Почему у новых космических телескопов широкоугольная камера намного шире, чем у старых?

Телескопы имеют примерно одинаковые длины волн и апертуры, поэтому у нового телескопа в сто раз больше пикселей при том же разрешении или в 100 раз больше пикселей? Существует ли лучшая коррекционная оптика, которая обеспечивает более плоское поле для плоского массива или массива с изогнутой фокальной плоскостью, или другую оптическую коррекцию?

Ответы (1)

Хаббл был разработан в конце 1980-х, когда электронные детекторы были небольшими (первоначальная широкоугольная/планетарная камера имела две разные матрицы 2x2 ПЗС-матриц с разрешением 800x800 пикселей); он также должен был нести несколько разных инструментов, каждый из которых занимал номинальное пространство в фокальной плоскости. Таким образом, было оптимизировано использование небольших полей зрения для небольших детекторов.

WFIRST/ Nancy Grace Roman гораздо больше внимания уделяет съемке на больших полях, поэтому большую часть поля зрения она может отводить ИК-камере. Причина, по которой теперь это можно сделать, вероятно, заключается в сочетании трех вещей:

  1. Теперь доступны большие, чувствительные и малошумящие ИК-детекторы; Текущий план состоит в том, чтобы использовать в общей сложности 18 отдельных детекторов 4k x 4k — огромный шаг вперед по сравнению с первоначальным детектором NICMOS 256 x 256 середины 1990-х годов, установленным в HST в 1997 году, и по сравнению с одним детектором 1k x 1k в инфракрасном канале. WFC3 (установлен в 2009 г.);
  2. У нас есть большой опыт построения массивов мозаик с большим количеством отдельных детекторов (запланированные 300 мегапиксельная мозаика относительно скромная по сравнению с гигапиксельными массивами в Pan-STARRS1 и LSST/Вера Рубин);
  3. Компьютерные технологии продвинулись до такой степени, что теперь мы можем хранить все данные, которые собирает такой инструмент, и передавать их на землю в разумные сроки. В настоящее время Хаббл может принимать и передавать от 2 до 3 гигабайт данных в день; Прогнозируется, что Роман будет принимать и передавать примерно в 500 раз больше данных.
При исследовании Где именно находится модификация, которая впервые исправила сферическую аберрацию в главном зеркале Хаббла? и читая ответы там, я смутно осознавал, что фокальная плоскость HST не была полностью использована, но теперь мне кажется, что большая часть, если не большая часть его полезного поля зрения, не используется, отчасти из-за разнообразия различных инструментов и ограничения на ПЗС-матрицы и электронику в то время, как вы обсуждаете. Это прекрасный ответ, спасибо!