James-Webb-Weltraumteleskop MIRI-Spektroskopie-Animation: Der vom Teleskop kommende Lichtstrahl wird dann in tiefblau dargestellt und tritt durch den Pick-off-Spiegel, der sich oben am Instrument befindet und wie ein Periskop wirkt, in das Instrument ein.
Dann leitet eine Reihe von Spiegeln das Licht zur Unterseite der Instrumente um, wo sich ein Satz von 4 spektroskopischen Modulen befindet. Dort wird der Lichtstrahl durch dichroitische optische Elemente in 4 Strahlen aufgeteilt, die verschiedenen Teilen des mittleren Infrarotbereichs entsprechen. Jeder Strahl tritt in seine eigene integrale Feldeinheit ein; Diese Komponenten teilen das Licht aus dem gesamten Sichtfeld auf und formatieren es neu, sodass es in Spektren zerlegt werden kann. Dazu muss das Licht viele Male gefaltet, reflektiert und geteilt werden, was dies wahrscheinlich zu einem der komplexesten Lichtwege von Webb macht.
Um diese erstaunliche Reise zu beenden, wird das Licht jedes Strahls durch Gitter zerstreut, wodurch Spektren entstehen, die dann auf 2 MIRI-Detektoren (2 Strahlen pro Detektor) projiziert werden. Eine erstaunliche Meisterleistung der Ingenieurskunst! Bildnachweis: ESA/ATG Medialab
Update zum Betrieb von Instrumenten im mittleren Infrarotbereich
Das James-Webb-WeltraumteleskopDas Mid-Infrared Instrument (MIRI) von hat vier Beobachtungsmodi. Während des Aufbaus für eine wissenschaftliche Beobachtung am 24. August zeigte ein Mechanismus, der einen dieser Modi unterstützt, bekannt als Spektroskopie mit mittlerer Auflösung (MRS), eine scheinbar erhöhte Reibung. Dieser Mechanismus ist ein Gitterrad, mit dem Astronomen bei Beobachtungen im MRS-Modus zwischen kurzen, mittleren und längeren Wellenlängen wählen können. Nach vorläufigen Zustandsprüfungen und Untersuchungen des Problems wurde am 6. September ein Anomalie-Überprüfungsgremium einberufen, um den besten Weg nach vorne zu bewerten.
Das Webb-Team hat die Planung von Beobachtungen mit diesem speziellen Beobachtungsmodus unterbrochen, während es weiterhin sein Verhalten analysiert. Sie entwickeln derzeit auch Strategien, um MRS-Beobachtungen so schnell wie möglich wieder aufzunehmen. Das Observatorium befindet sich in einem guten Zustand, und die anderen drei Beobachtungsmodi von MIRI – Bildgebung, Spektroskopie mit niedriger Auflösung und Koronographie – funktionieren normal und stehen weiterhin für wissenschaftliche Beobachtungen zur Verfügung.
Das Mid-InfraRed Instrument (MIRI) des James Webb Space Telescope (Webb) sieht Licht im mittleren Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums, bei Wellenlängen, die länger sind als unsere Augen sehen können.
MIRI ermöglicht es Wissenschaftlern, mehrere Beobachtungstechniken einzusetzen: Bildgebung, Spektroskopie und Koronographie, um die gesamte Bandbreite von Webbs wissenschaftlichen Zielen zu unterstützen, von der Beobachtung unseres eigenen Sonnensystems und anderer Planetensysteme bis hin zur Untersuchung des frühen Universums.
Um all diese Modi in einem einzigen Instrument zu packen, haben Ingenieure ein komplexes optisches System entworfen, in dem Licht, das von Webbs Teleskop kommt, einem komplexen 3D-Pfad folgt, bevor es schließlich die Detektoren von MIRI erreicht.
Die Darstellung dieses Künstlers zeigt diesen Pfad für den Bildgebungsmodus von MIRI, der Bildgebungs- und Koronographiefunktionen bereitstellt. Es enthält auch einen einfachen Spektrographen. Wir werfen zuerst einen Blick auf seine mechanische Struktur mit seinen drei hervorstehenden Paaren von Kohlefaserstreben, die es an Webbs Instrumentenfach auf der Rückseite des Teleskops befestigen.
Der Pick-Off-Spiegel, der wie ein Periskop wirkt, empfängt das Licht des Teleskops, das tiefblau dargestellt ist, und leitet es in das Bildgebungsmodul von MIRI. Im Inneren des Instruments formatiert ein Spiegelsystem den Lichtstrahl neu und leitet ihn um, bis er ein Filterrad erreicht, wo der gewünschte Bereich mittlerer Infrarotwellenlängen aus einem Satz von 18 verschiedenen Filtern mit jeweils eigener spezifischer Funktion ausgewählt wird (der Strahl nimmt eine hellblaue Farbe in der Animation).
Schließlich nimmt ein weiterer Spiegelsatz den Lichtstrahl auf, der aus dem Filterrad kommt, und bildet das Bild des Himmels auf den Detektoren von MIRI nach.
Bildnachweis: ESA/ATG Medialab