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精细导星传感器

詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST)将安装精细导星传感器,但将会采用不同的技术方法。

在一些特别的专案中,例如天体测量学,精细导星传感器也能作为科学仪器。

精细导星传感器(FGS)是安装在哈柏太空望远镜上的干涉仪,能提供高精密度的指向讯号,输入作为观测时的姿态控制系统。

哈柏太空望远镜有三组精细导星传感器(FGS),两组用于指向和锁定望远镜的观测目标,另一组作为天体测量仪用于位置的测量。由于精细导星传感器非常准确,可以用来测量天体的距离或是研究联星系统。三个精细导星传感器被安装在望远镜视野圆周附近以90度的间隔放置。哈柏太空望远镜需要非常高的指向准确性,精细导星传感器被做为干涉仪,能锁定持续不断的星光中的特性。以这种精确度,传感器可以侦测到邻近的天体是否有摆动的现像,可能是行星造成天体的摆动,确定那些恒星是否真的是物理双星,或是测量恒星、星系等天体的角直径。

詹姆斯韦伯太空望远镜的导引系统虽然以不同的方法来制做,但是也称为精细导星传感器,将为姿态控制系统提供输入所需的资料。

詹姆斯韦伯精细导星传感器有三个主要功能:一个是捕捉目标所需要的图像。结构完整的影像用来确认星场,依据观察所得的光点和位置,与观测计划软件选择的天体目录建立关联性。其次,是获得预先选定的引导星。在观测期间,导引星会被定位在一个8 X 8画素的视窗中心。一点点的变动都会被传感到,然后执行角度修正让导引星能回到预先被指定的位置上,因此在观测中的科学仪器能在正确的位置上工作。而第三个功能是姿态控制系统以每秒16次的频率测量导引星的位置,这些测量将使指向稳定在百万分之一弧秒的精度内。

照相机能捕捉两个相邻的视野,每个大小都是2.4 X 2.4弧分,并以每秒16次的速率读取 8 X 8 个画素的子阵列资料。即使这样短的积分时间内,精细导星传感器的灵敏度在1.25微米(~Jab = 19.5)的波长上仍能达到58微焦耳。这样的灵敏度和天空的覆盖率结合在一起,即使在高银纬的天区中,也可以保证有95%的机率找到适当的导引星。

加拿大太空总署将会提供詹姆斯韦伯太空望远镜精密的精细导星传感器。当詹姆斯韦伯太空望远镜在轨道上部署时,精细导星传感器也会以指向错误的信号来测试和调整,使能逐步和主镜校准与同步。


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