thumb|NIRCam sendo instalada em 2014|241x241px
NIRCam (Near-InfraRed Camera) ou Câmera do Infravermelho Próximo é um instrumento a bordo do Telescópio Espacial James Webb. Tem duas principais funções: como imageador de 0,6 a 5 micrômetros de comprimento de onda e como sensor de frente de onda para manter os 18 segmentos de espelho funcionando como um só. Em outras palavras, é uma câmera e também é usada para fornecer informações para alinhar os 18 segmentos do espelho primário. É uma câmera infravermelha com dez arranjos detectores de mercury cadmium telluride (HgCdTe), e cada arranjo tem uma matriz de 2048×2048 pixels. A câmera tem um campo de visão de 2,2×2,2 minuto de arco com uma resolução angular de 0,07 segundo de arco a 2 μm. A NIRCam também está equipada com coronógrafos, que ajudam a coletar dados sobre exoplanetas próximos a estrelas. Ajuda no imageamento de qualquer coisa próxima a um objeto muito mais brilhante, porque o coronógrafo bloqueia essa luz.
A NIRCam está alojada no Módulo Integrado de Instrumentos Científicos (ISIM). Está conectada ao ISIM mecanicamente com um sistema de suportes cinemáticos na forma estrutural de escoras. Há correias térmicas conectando o conjunto da bancada óptica da NIRCam à estrutura do ISIM e aos radiadores térmicos. Foi projetada para operar entre e .https://ircamera.as.arizona.edu/nircam/pdfs/5904-4_Huff.pdf A Eletrônica do Plano Focal opera a 290 K.
A NIRCam deve ser capaz de observar objetos tão fracos quanto magnitude +29 com uma exposição de 10.000 segundos (cerca de 2,8 horas). Faz essas observações em luz de 0,6 a 5 μm (600 a 5000 nanômetros) de comprimento de onda.https://www.stsci.edu/jwst/instrumentation/instruments#section-a45ab8d4-dcc6-4088-a76b-404e1c13aa21 Pode observar em dois campos de visão, e qualquer lado pode fazer imageamento, ou a partir das capacidades do equipamento sensor de frente de onda, espectroscopia. O sensoriamento da frente de onda é muito mais fino que a espessura de um fio de cabelo humano comum. Deve funcionar com uma precisão de pelo menos 93 nanômetros e em testes até conseguiu entre 32 e 52 nm. Um fio de cabelo humano tem milhares de nanômetros de diâmetro.
Principal Componentes thumb|400px|Unidade de Teste de Engenharia da NIRCam, mostrando algumas das óticas internas da NIRCam, como as lentes colimadoras e os espelhos
Os componentes do sensor de frente de onda incluem: Sensores Hartmann dispersos Prisma de redes para espectroscopia sem fenda na faixa de 2,5–5,0 μm Lentes fracas
thumb|Modelo CAD do módulo NIRCAM
Partes da NIRCam: Espelho de seleção Coronógrafo Espelho de primeira dobra Lentes colimadoras Divisor de feixe dicróico Roda de filtros de onda longa Grupo de lentes da câmera de onda longa Plano focal de onda longa Conjunto da roda de filtros de onda curta Grupo de lentes da câmera de onda curta Espelho de dobra de onda curta Lente de imageamento pupilar Plano focal de onda curta
Visão geral thumb|Infográfico dos instrumentos do Telescópio Espacial James Webb e suas faixas de observação da luz por comprimento de onda
A NIRCam tem dois sistemas ópticos completos para redundância. Os dois lados podem operar ao mesmo tempo e visualizar duas seções separadas do céu; os dois lados são chamados de lado A e lado B. As lentes usadas nas óticas internas são refratores tripletos. Os materiais das lentes são fluoreto de lítio (LiF), fluoreto de bário (BaF2) e seleneto de zinco (ZnSe). As lentes tripletas são óticas colimadoras. A maior lente tem 90 mm de abertura clara.
A faixa de comprimento de onda observada é dividida em uma banda de comprimento de onda curto e uma banda de comprimento de onda longo. A banda de comprimento de onda curto vai de 0,6 a 2,3 μm e a banda de comprimento de onda longo vai de 2,4 a 5 μm; ambas têm o mesmo campo de visão e acesso a um coronógrafo. Cada lado da NIRCam visualiza uma seção de 2,2 minutos de arco por 2,2 minutos de arco do céu tanto nos comprimentos de onda curtos quanto longos; no entanto, o braço de comprimento de onda curto tem o dobro da resolução. O braço de comprimento de onda longo tem uma matriz por lado (duas no total), e o braço de comprimento de onda curto tem quatro matrizes por lado, ou 8 no total. O Lado A e o Lado B têm um campo de visão único, mas são adjacentes um ao outro. Em outras palavras, a câmera olha para dois campos de visão de 2,2 minutos de arco de largura que estão próximos um do outro, e cada uma dessas visualizações é observada em comprimentos de onda curtos e longos simultaneamente, com o braço de comprimento de onda curto tendo o dobro da resolução do braço de comprimento de onda mais longo.
Projeto e fabricação Os construtores da NIRCam são a Universidade do Arizona, a empresa Lockheed Martin e a Teledyne Technologies, em cooperação com a agência espacial americana, NASA. A Lockheed Martin testou e montou o dispositivo. A Teledyne Technologies projetou e fabricou os dez arranjos detectores de mercury-cadmium-telluride (HgCdTe). A NIRCam foi concluída em julho de 2013 e foi enviada para o Centro de Voo Espacial Goddard, que é o centro da NASA que gerencia o projeto JWST.
Os quatro principais objetivos científicos da NIRCam incluem:
Eletrônica thumb|400px|Conjunto do Plano Focal da NIRCam (FPA) passando por inspeção, 2013
Os dados dos sensores de imagem (Arranjos do Plano Focal) são coletados pela Eletrônica do Plano Focal e enviados para o computador do ISIM. Os dados entre o FPE e o computador do ISIM são transferidos por conexão SpaceWire. Há também a Eletrônica de Controle do Instrumento (ICE). Os Arranjos do Plano Focal contêm 40 milhões de pixels.
O FPE fornece ou monitora o seguinte para o FPA: Energia regulada Sincronização de dados de saída Controle de temperatura Controles de modo operacional Condicionamento de dados de imagem Amplificação de dados de imagem Digitalização de dados de imagem
Filtros thumb|upright=1.5|Transmissões dos filtros da NIRCam + Elemento de Telescópio Óptico (OTE) do JWST
A NIRcam inclui rodas de filtros que permitem que a luz vinda das óticas seja enviada através de um filtro óptico antes de ser registrada pelos sensores. Os filtros têm uma certa faixa na qual permitem que a luz passe, bloqueando as outras frequências; isso permite aos operadores da NIRCam algum controle sobre quais frequências são observadas ao fazer uma observação com o telescópio.
Usando múltiplos filtros, o desvio para o vermelho de galáxias distantes pode ser estimado por fotometria.
Filtros da NIRcam:
Canal de comprimento de onda curto (0,6–2,3 μm) F070W – Uso geral F090W – Uso geral F115W – Uso geral F140M – Estrelas frias, H2O, CH4
F150W – Uso geral F150W2 – Filtro de bloqueio para F162M, F164N e DHS F162M – Estrelas frias, fora da banda para H2O F164N – [FeII] F182M – Estrelas frias, H2O, CH4
F187N – Pa-alfa F200W – Uso geral F210M – H2O, CH4
F212N – H2 Canal de comprimento de onda longo (2,4–5,0 μm) F250M – CH4 continuum
F277W – Uso geral F300M – Gelo d'água F322W2 – Mínimo de fundo. Usado principalmente com prismas de rede. Filtro de bloqueio para F323N. F323N – H2
F335M – PAH, H2
F356W – Uso geral F360M – Anãs marrons, planetas, continuum F405N – Br-alfa F410M – Anãs marrons, planetas, H2O, CH4 F430M – , F444W – Uso geral. Filtro de bloqueio para F405N, F466N, F470N. F460M – CO F466N – CO F470N – H2
F480M – Anãs marrons, planetas, continuum
Diagrama rotulado
thumb|550px|left|Diagrama rotulado dos componentes da NIRcam
Ver também Elemento de Telescópio Óptico Cronologia do Telescópio Espacial James Webb Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer (instrumento NIR do Hubble extinto) Wide Field Camera 3 (instrumento NIR atual do Hubble) MIRI (Mid-Infrared Instrument) (câmera/espectrógrafo de 5–28 μm do JWST) Infrared Array Camera (câmera de infravermelho próximo a médio do Spitzer)
Referências
Ligações externas
JWST NASA website – NIRCam NIRCam Galeria da NIRCam no Flickr Guia de bolso da NIRCam (2 páginas .pdf) Espectroscopia sem fenda com a Câmera do Infravermelho Próximo do Telescópio Espacial James Webb (JWST NIRCam) Categoria:Instrumentos Categoria:Telescópio Espacial James Webb