Złożony obraz Jowisza (Ralph-MVIC)ZdjęcieIo, księżyca Jowisza (kanał MVIC)
Ralph – instrument naukowy na pokładzie sondy kosmicznejNew Horizons, która została wystrzelona w 2006 roku.[1] Jest to rejestrator obrazu w świetle widzialnym i podczerwieni oraz spektrometr do dostarczania map poszczególnych obiektów astronomicznych na podstawie danych, gromadzonych przez ten sprzęt.[1] Ralph ma dwa główne narzędzia: LEISA i MVIC.[2] Akronim MVIC oznaczaMultispectral Visible Imaging Camera i jest kamerą multispektralną pracującą w świetle widzialnym i bliskiej podczerwieni, podczas gdy LEISA pierwotnie oznaczałLinear Etalon Imaging Spectral Array i jest to spektrometr mapujący w bliskiej podczerwieni dla lotów kosmicznych.[3] LEISA obserwuje 250 dyskretnychdługości fal światła podczerwonego od 1,25 do 2,5 mikrometra.[4] MVIC to skaner typupushbroom pracujący na siedmiu kanałach (m.in. barwa czerwona, niebieska, bliska podczerwień (NIR) orazmetan).[5]
Ralph jest jednym z siedmiu głównych instrumentów na pokładzie sondy New Horizons, która została wystrzelona w 2006 roku i przeleciała obok Plutona w 2015 roku.[6][7]
Podczas przelotu, przyrząd ten rozpoczął obserwację wielu aspektów Plutona takich, jak:[8]
Przyrządy Ralph oraz Alice zostały wykorzystane do scharakteryzowania atmosfery Plutona w 2015 roku.[9] Wcześniej przyrząd ten był używany do obserwacji Jowisza i jego księżyców w latach 2006 oraz 2007, kiedy leciał w stronę Plutona.[10][11]Obserwacje Jowisza zostały przeprowadzone z Ralphem w lutym 2007 roku, kiedy sonda znajdowała się około 6 milionów kilometrów od gazowego olbrzyma.[11]
Ralph wykonał zdjęcia planetoidyArrokoth podczas przelotu sondyNew Horizons 1 stycznia 2019.[12] Ralph, w połączeniu z teleskopem LORRI, zostanie wykorzystany do stworzenia cyfrowej mapy wysokości tego obiektu.
NASA planuje umieścić jedną z wersji przyrządu w projektowanej sondzieLucy, której celem jest kilkatrojańczyków Jowisza. Sonda ta ma zostać wystrzelona na przełomie października i listopada 2021 roku.)[13].[14] Konstruktorzy sondy zauważyli szczególną zdolność Ralpha do prowadzenia obserwacji w świetle widzialnym i w podczerwieni poprzez podział strumienia światła, a tym samym analizę dwóch widm światła w tym samym czasie.[14]
Przyrząd otrzymał swoją nazwę od jednej z postaci z amerykańskiego sitcomuThe Honeymooners,[15] podobnie jak inny przyrząd na pokładzie sondyNew Horizons -Alice.[16]
Pierwotna nazwa spektrometru - LEISA (Linear Etalon Imaging Spectral Array) - została zmieniona przez NASA w czerwcu 2017 r. naLisa Hardaway Infrared Mapping Spectrometer.[17][18] Zmiana ta została wprowadzona na cześć Lisy Hardaway, która zmarła w styczniu 2017 r. w wieku 50 lat. Hardaway była inżynierem lotnictwa oraz kierowniczką programu zajmującego się rozwojem Ralpha.[19] Ponadto została ona uhonorowana tytułem inżyniera Roku 2015-2016 przez Amerykański Instytut Aeronautyki i Astronautyki (sekcja Rocky Mountain), a organizacjaWomen In Aerospace przyznała jej nagrodę lidera w 2015 r.[20]
Lisa wniosła niesamowity wkład w New Horizons i nasz sukces w odkrywaniu Plutona, a my chcieliśmy uhonorwać jej pracę w specjalny sposób, dedykując jej spektrometr LEISA
Przykładowe możliwości Ralpha ukazano na zdjęciu przedstawiającym wykrycie metanu na powierzchni Plutona (po lewej), które nałożono na zdjęcie z aparatu rozpoznawczego (po prawej):
Zdjęcie metanu wykrytego przez Ralpha (po lewej) nałożone na zdjęcie Plutona wykonane przez kameręLORRI (po prawej)
Dane kanału LEISA, pokazujące obraz Plutona w niższej rozdielczości wykonany w podczerwieni, ale z zarejestrowanymiwidmami podczerwonymi w fałszywym kolorze. Na mapie "globalnej" po lewej stronie zarysowano regiony, z których pochodzą badane widma.
W 2018 r. Ogłoszono, na podstawie danych wysokiej rozdzielczości z sondy New Horizons, że niektóre równiny Plutona mają wydmy wykonane z granulek lodu metanowego.[21] Wydmy zostały prawdopodobnie utworzone przez wiatry wiejące na powierzchni Plutona. Wydmy te nie są tak gęste jak na Ziemi - podobne formacje występują na innych obiektachUkładu Słonecznego, takich jak np. Tytan.[22]
Lód wodny zidentyfikowany na Plutonie za pomocą sygnatur spektralnych z LEISA zaznaczony na niebiesko (zdjęcie zrobione przy pomocy MVIC -Multispectral Visible Imaging Camera)Ten wyjątkowo słabo oświetlony obraz przedstawia ciemną stronę księżyca Plutona, oświetloną przez światło gwiazd i światło odbite od powierzchni Plutona. Dane z kanału Ralph-MVICZdjęcie Arrokotha wykonane przez Ralph-MVIC (2 stycznia 2019)
Obsługa poleceń i danych (Command and data handling - C&DH)
Zasilacz niskiego napięcia (Low voltage power supply - LVPS).
Jeden teleskop podaje światło zarówno do kanałów LEISA, jak i MVIC, przy czym światło jest dzielone przezdichroicznydzielnik wiązki.[23][24]
MVIC wykrywa światło o długości fali od 400 do 975 nm
LEISA wykrywa światło o długości fali od 1250 do 2500 nm (od 1.25 do 2.5 μm)
MVIC posiada siedemmatryc CCD pracujących w tzw. trybie opóźnienia czasowego i integracji (ang.Time-delay integration - TDI). Podobnie jak w przypadku skanera, linia pikseli CCD przechodzi przez obiekt i stopniowo buduje obraz z informacji zebranych w czasie skanowania.[25] Kanały te mają rozdzielczość 5024 x 32 pikseli.[25] Istnieje siedem kanałów, z których 6 jest wykorzystywanych do wykonywania zdjęć w trybie TDI, a siódmy z matrycą 5024 x 128 do kadrowania nawigacji[25] MVIC ma pole widzenia o szerokości 5,8 stopnia.[25] Kanał kadrowania o rozmiarze 5024 x 128 pikseli jest panchromatyczny i ma pole widzenia 5,7 x 0,15 stopnia.[26] W przeciwieństwie do pozostałych sześciu kanałów, może on skoncentrować się na jednym celu i zrobić zdjęcie.[27]Celem tego kanału jest obsługa nawigacji optycznej.[28] Kanał nawigacyjny to tablica ramek, która działa jako pojedyncza ramka (w przeciwieństwie do innych kanałów które generują obraz z użyciem trybu TDI).[27]
Pasma kamery MVIC:[25] Istnieje sześć kanałów, które korzystają z trybu TDI, natomiast siódmy zajmuje ramkę i służy do nawigacji.[28]
2 panchromatyczne kanały (długości fal: od 400 do 975 nm)
LEISA wykonała zdjęcia Plutona w najwyższej rozdzielczości (rzędu 3 km/piksel) podczas największego zbliżenia sondy New Horizons do Plutona, w dniu 14 lipca 2015r. (sonda przeleciała wtedy w odległości 47000 km.)[29]
Podczas przelotu obok Plutona 14 lipca 2015 r. Ralph był w stanie zebrać dane o tej planecie karłowatej i jej księżycach, uzyskując różne zdjęcia. Ponadto kanały kolorów MVIC są często źródłem kolorów na panchromatycznych obrazach LORRI
Ten obraz Plutona z lipca 2015 r. zawiera dane z pasm: czerwonego, niebieskiego oraz bliskiej podczerwieni.[30]
Zdjęcie wykonane przez przyrząd, przedstawiające 400-kilometrowy odcinek Plutona (14 lipca 2015)[31]
Zdjęcie w naturalnych kolorach, wykonane tylko na podstawie danych z kanału MVIC[32]
Przykładowy obraz z kamery LORRI, przedstawiający fragment terenu na Plutonie; zawiera on dane z pasm: czerwonego, niebieskiego i bliskiej podczerwieni. Rozmiar przedstawionego terenu wynosi ok. 530 km
kolorowe i spektralne obrazy Arrokoth, pokazujące subtelne wariacje kolorów na całej powierzchni planetoidy. Obraz po prawej to ten sam kolorowy obraz z kamery MVIC nałożony na czarno-biały obraz LORRI o wyższej rozdzielczości (Złożony z czarno-białych i kolorowych zdjęć wykonanych odpowiednio przez instrumenty LORRI i MVIC w dniu 1 stycznia 2019 r).[33]
.png)
.png)
.png)
