كاميرا المجال القريب من الأشعة تحت الحمراء والمطياف متعدد الأجسام

كاميرا المجال القريب من تحت الأحمر والمطياف متعدد الأجسام  وتُختصر (NICMOS) هو جهاز قياس يُستخدم في علم فلك الأشعة تحت الحمراء القادمة من أجرام سماوية لتحليلها. يوجد هذا الجهاز في مرصد هابل الفضائي.

NICMOS هو جهاز تصوير ومقياس طيف تم إنشاؤه بواسطة شركة Ball Aerospace & Technologies Corp. والذي يسمح لـ HST بمراقبة ضوء الأشعة تحت الحمراء ، بأطوال موجية تتراوح بين 0.8 و 2.4 ميكرومتر ، مما يوفر إمكانات التصوير والطيف الضوئي من دون فتحات الشقوق. يحتوي NICMOS على ثلاثة كاشفات للأشعة تحت الحمراء القريبة في ثلاث قنوات بصرية توفر دقة عالية (~ 0.1 ثانية قوسية) ، وتصوير تاجي وقطبي ، والتحليل الطيفي غير الشقي في مجالات عرض مربعة الشكل باتساع 11 و 19 و 52 ثانية قوسية. تحتوي كل قناة بصرية على مصفوفة ثنائية ضوئية 256 × 256 بكسل من كاشفات الأشعة تحت الحمراء.

كان آخر عمل لتقنية NICMOS في عام 2008، وقد تم استبدالها إلى حد كبير بقناة الأشعة تحت الحمراء لكاميرا المجال الواسع 3 بعد تركيبها في عام 2009.

 محدوديتها 
يُعاني أداء تلسكوب هابل في مجال الأشعة تحت الحمراء من بعض القيود، إذ لم يُصمم أصلاً ياستيعاب هذا الأداء كهدف رئيسي. فعلى سبيل المثال، تُحافظ سخانات على درجة حرارة المرآة ثابتة وعالية نسبيًا (عند 15 درجة مئوية).

يُعتبر تلسكوب هابل تلسكوبًا دافئًا. ويُهيمن على تدفق الخلفية في الأشعة تحت الحمراء، الذي تجمعه أجهزة الأشعة تحت الحمراء المبردة في المستوى البؤري، مثل NICMOS أو WFC3، عند الأطوال الموجية القصيرة نسبيًا، الانبعاث الحراري للتلسكوب نفسه وليس التشتت الفلكي. تُظهر بيانات NICMOS أن خلفية التلسكوب تتجاوز الخلفية الفلكية عند أطوال موجية أطول من λ ≈ 1.6 ميكرومتر، وتعتمد القيمة الدقيقة على اتجاه التلسكوب في السماء وموقع الأرض في مدارها.

مع ذلك، فقد وفّر الجمع بين مرآة هابل وNICMOS مستويات جودة غير مسبوقة في أداء الأشعة تحت الحمراء القريبة في ذلك الوقت. كانت التلسكوبات المتخصصة بالأشعة تحت الحمراء، مثل مرصد الفضاء للأشعة تحت الحمراء، رائدةً بطريقتها الخاصة، لكنها كانت مزودة بمرآة رئيسية أصغر، كما أنها كانت خارج الخدمة وقت تركيب كاميرا NICMOS بسبب نفاد سائل التبريد. تغلبت الكاميرا NICMOS لاحقًا على هذه المشكلة باستخدام مبرد آلي يشبه الثلاجة، مما سمح لها بالعمل لسنوات حتى توقفت عن العمل نهائيًا في عام 2008.

 تاريخ جهاز NICMOS 

تم تركيب جهاز NICMOS على تلسكوب هابل خلال مهمة الصيانة الثانية عام 1997 (STS-82) إلى جانب مطياف التصوير الفضائي، ليحل محل جهازين سابقين. وقد تم استبدال جهاز NICMOS لاحقًا بكاميرا المجال الواسع 3، التي تتميز بمجال رؤية أوسع بكثير (135 × 127 ثانية قوسية، أو 2.3 × 2.1 دقيقة قوسية)، وتصل إلى نطاق الأشعة تحت الحمراء تقريبًا.
... قام طاقم مكوك الفضاء STS-82 بتركيب جهاز NICMOS، وهي المهمة نفسها التي قامت بتركيب جهاز STIS على تلسكوب هابل الفضائي عام 1997. ويظهر في هذه الصورة نموذج مصغر للتلسكوب.

انطلاق جهاز NICMOS إلى منصة الإطلاق، يناير 1997.

تلسكوب هابل الفضائي محمول على ذراع مكوك الفضاء الآلية.

طاقم مكوك الفضاء يقوم بمهمة سير في الفضاء مع تلسكوب هابل الفضائي.
عند إجراء قياسات الأشعة تحت الحمراء، من الضروري تبريد كواشف الأشعة تحت الحمراء لتجنب تداخل الأشعة تحت الحمراء الناتج عن الانبعاثات الحرارية للجهاز نفسه. يحتوي جهاز NICMOS على وعاء تبريد فائق، يعمل على تبريد الكواشف إلى حوالي 61 كلفن، والمرشحات البصرية إلى حوالي 105 كلفن، باستخدام كتلة من جليد النيتروجين الصلب. عند تركيب جهاز NICMOS عام 1997، احتوى وعاء التبريد على كتلة من جليد النيتروجين تزن 104 كيلوغرامات. نتيجةً لعطل حراري حدث في 4 مارس 1997 أثناء تشغيل الجهاز، نفد سائل التبريد النيتروجيني من وعاء التبريد قبل الموعد المتوقع في يناير 1999.

خلال مهمة هابل الخدمية 3B عام 2002 (STS-109)،[6] تم تركيب نظام تبريد بديل على متن تلسكوب هابل، يتألف من مبرد فائق التبريد، ومضخة تدوير فائقة التبريد، ومشع خارجي، يقوم الآن بتبريد جهاز NICMOS عبر حلقة نيون فائقة التبريد. وقد طُوّر نظام تبريد NICMOS (NCS) وفق جدول زمني مُسرّع للغاية (14 شهرًا مقابل 5-10 سنوات لأجهزة هابل الأخرى).[7] وعاد جهاز NICMOS إلى الخدمة بعد فترة وجيزة من انتهاء المهمة 3B.

 المراجع 

تصنيف:مطياف
تصنيف:أجهزة مرصد هابل الفضائي
تصنيف:تجارب علوم الفضاء
تصنيف:تصوير بالأشعة تحت الحمراء