Wikipedia

LORRI

Long Range Reconnaissance Imager (LORRI) – teleskop na pokładzie statku kosmicznego New Horizons do wykonywania zdjęć w wysokiej rozdzielczości[1]. Podczas przelotu obok Jowisza, LORRI sfotografował gazowego olbrzyma oraz i jego księżyce, a następnie wykonał zdjęcia Plutona i jego księżyców[2]. LORRI jest teleskopem zwierciadlanym Ritcheya-Chrétiena. Średnica zwierciadła głównego wynosi 20,8 cm[3][4]. Zdjęcia są robione za pomocą matrycy CCD przechwytującej dane o rozdzielczości 1024 × 1024 pikseli[3]. Jest teleskopowym obrazem panchromatycznym umieszczonym na pokładzie New Horizons i jest jednym z siedmiu głównych instrumentów naukowych tej sondy. Nie ma żadnych ruchomych części, zatem nakierowywanie teleskopu na konkretny obiekt następuje przez zmianę pozycji całej sondy[4]. Ma wąskie pole widzenia, poniżej 1/3 stopnia[3].

LORRI uchwycił ten panchromatyczny obraz Plutona 13 lipca 2015, gdy znajdował się prawie pół miliona mil od tej planetoidy

Operacje edytuj

 
Pierwsze zdjęcie Arrokoth wykonane przez LORRI 16 sierpnia 2018. Po lewej: obraz surowy, z gwiazdami w tle. Po prawej: obraz obrobiony w celu usunięcia gwiazd w tle
 
Obrazowanie dalekiego zasięgu (animowane) obiektu 50000 Quaoar

LORRI zastosowano do obliczenia albedo dla Plutona i Charona[5]. Przyrząd ten służy również do nawigacji, szczególnie w celu dokładniejszego określenia położenia celu obok którego ma nastąpić przelot sondy. W 2018 sonda New Horizons wykorzystała dane nawigacyjne LORRI do planowanego przelotu obok planetoidy Arrokoth w ciągu kilku miesięcy[6].

Podczas lotu w stronę Jowisza dane LORRI wykorzystano również do ustalenia wartości dla kosmicznego tła optycznego jako alternatywy dla innych metod[7]. Gdy sonda była w pobliżu gazowego olbrzyma, LORRI wykorzystano do szeroko zakrojonej kampanii obserwacyjnej atmosfery, pierścieni i księżyców Jowisza[3].

29 sierpnia 2006 osłona LORRI została zdjęta i teleskop miał swoje pierwsze światło – wykonano wówczas zdjęcie w rejonie galaktyki Messier 7 (znanej jako Gromada Ptolemeusza)[8]. W następnym roku, kiedy sonda przeleciała obok Jowisza w celu uzyskania asysty grawitacyjnej, wykorzystano LORRI do zrobienia zdjęć Jowisza i jego księżyców. Przyrząd ten sfotografował także system Jowisza w 2010, w ramach corocznych testów potwierdzających działanie LORRI, robiąc zdjęcia z odległości około 16 AU[9].

W 2015 LORRI wykorzystano do zobrazowania Plutona przed i podczas przelotu[10]. W grudniu 2017 roku, przyrząd wykonał zdjęcie, znajdujące się w większej odległości od Ziemi niż sonda Voyager 1, w chwili wykonania słynnego zdjęcia Pale Blue Dot (LORRI wykonał zdjęcie gromady NGC 3532.)[11] Zdjęcie tej gromady, wykonane w maju 1990 r. było także pierwszym światłem kamery WFPC na pokładzie Kosmicznego Teleskopu Hubble’a[12].

 
To zdjęcie wykonane przez LORRI 5 grudnia 2017 pobiło rekord zdjęcia wykonanego w największej odległości od Ziemi, bijąc tym samym rekord zdjęcia Pale Blue Dot, wykonanego przez Voyagera 1[11]


W sierpniu 2018 LORRI był w stanie wykryć planetoidę Arrokoth w odległości około 161 mln kilometrów[13].

Obszerny zestaw zdjęć Arrokotha wykonanych w okresie od sierpnia do grudnia 2018 był analizowany przez kilkunastoosobowy zespół ds. obserwacji zagrożeń New Horizons. Po kilku tygodniach prac nad poszukiwaniem pierścieni, małych księżyców i innych potencjalnych zagrożeń wokół Arrokotha zespół wyraził zgodę aby statek kosmiczny mógł przelecieć w odległości 3500 km od tej planetoidy[14].

W nocy 24 grudnia 2018 LORRI został użyty do zrobienia zdjęć rozpoznawczych Arrokotha w odległości 10 mln kilometrów[15]. Wykonano trzy zdjęcia, każde z półsekundowym czasem ekspozycji, w rozdzielczości 1024 × 1024 pikseli[15][16].

Dane techniczne edytuj

 
LORRI instalowany na pokładzie sondy w 2004[17]

LORRI może wykonywać czarno-białe zdjęcia celów astronomicznych[3].

  • Styl teleskopu: Ritchey-Chrétien
  • Apertura: 208 mm
  • Masa: 8,8 kg
  • Średnie zużycie energii elektrycznej: 5,8 W
  • Pole widzenia: 0,29 stopnia
  • Rozdzielczość: 4,95 μrad px
  • Pasmo przenoszenia: od około 350 do 850 nm
  • Temperatura pracy: od 148 K do 313 K[18]
  • Czujnik: E2V Technologies CCD47-20 i urządzenia analogowe AD9807 ADC[19][20]
    • Podświetlana matryca CCD z transferem ramek
    • Rozmiar: 13,3 × 13,3 mm
    • Rozmiar piksela: natywny rozmiar 13 × 13 μm (możliwy binning 4 × 4 px)
    • 1024 × 1024 aktywnych pikseli
    • 12 bitów ADC

Zwierciadło wykonane jest z węgliku krzemu, który pomógł w spełnieniu wymagań termicznych projektu[18].

Detektor jest cienkim, podświetlanym od tyłu urządzeniem sprzężonym z ładunkiem i rejestruje 1024 × 1024 pikseli przy różnych ustawieniach ekspozycji[3]. LORRI może robić jedno zdjęcie na sekundę i przechowywać je cyfrowo jako obraz 12-bitowy, z kompresją bezstratną lub stratną[3]. (Zob. Kompresja danych)

LORRI zawiera soczewkę spłaszczającą pole z trzema elementami[19].

Zaprojektowano ją w taki sposób, aby mogła robić zdjęcia przy bardzo niskim poziomie światła, jaki jest w pobliżu Plutona (ok. 1/900 poziomu natężenia światła na Ziemi)[3]. Na potrzeby przelotu obok Arrokotha zwiększono najdłuższy czas naświetlania, który w przypadku przelotu obok Plutona wynosił dziesięć sekund[21]. Zostało to wykonane przez zespół po przelocie sondy obok Plutona, aby wspierać robienie zdjęć w jeszcze niższych poziomach oświetlenia[21].

Po zakończeniu misji badań Plutona możliwe było ustawienie czasów ekspozycji wynoszących co najmniej 30 sekund, co było również przydatne do robienia zdjęć zwiadowczych i umożliwiania obrazowania obiektów o jasności do 21 mag.[21]

LORRI jest ustawiany przez zmianę pozycji całego statku kosmicznego, co ogranicza czas ekspozycji[4][19]. Statek kosmiczny jest stabilizowany przez silniki korygujące kurs.[19]

Przykłady
Przykład przyrządu Pasmo długości fali Apertura
Ludzkie oko 400–700 nm (w przybliżeniu)[22] 0,6 cm[23]
LORRI 350 – 850 nm 20,8 cm
Alice 70–205 nm[24][25] dwa; 40 × 40 mm
1 mm[26]


System Jowisza edytuj

Podczas przelotu obok Jowisza, w lutym 2007, zaobserwowano układ Jowisza za pomocą LORRI i innych instrumentów[27].

Zdjęcia księżyców galileuszowych:

 
Io sfotografowany 28 lutego 2007 roku. Cechą w pobliżu północnego bieguna księżyca jest wysoki na 290 km pióropusz z wulkanu Tvashtar
 
Zdjęcie Europy z 27 lutego 2007 roku z odległości 3,1 miliona km. Skala obrazu wynosi 15 km na piksel
 
Ganimedes sfotografowany 27 lutego 2007 roku z odległości 3,5 miliona kilometrów. Skala obrazu wynosi 17 km na piksel
 
Kallisto sfotografowana 27 lutego z odległości 4,7 miliona km


Pluton edytuj

Dzięki mocy teleskopu LORRI był w stanie uchwycić obrazy Plutona i jego księżyców, oferując bliższe widoki w miarę zbliżania się statku kosmicznego do tej planety karłowatej.

 
Widok z dużej odległości - zaznaczono Plutona i jego księżyce. (gwiazdy w tle zostały komputerowo usunięte)
 
Obserwacja Plutona i Charona od stycznia 2015
 
Zdjęcie Plutona i Charona wykonane przez LORRI w czerwcu 2015
 
Na kilka dni przed najbliższym podejściem LORRI wykonał zdjęcia drugiej strony Plutona
 
Pasmo górskie na Plutonie w pobliżu Tombaugh Regio
 
Obiekt przypominający zamarznięty staw na Plutonie, o średnicy około 30 kilometrów
 
Kilka zdjęć z LORRI skomponowanych razem


Charon edytuj

 
Połączenie danych LORRI i Ralph Charona w 2015


15810 Arawn edytuj

W 2016 sonda New Horizons zaobserwowała obiekt pasa Kuipera, 15810 Arawn (zob. zdjęcie poniżej)[28].

 
KBO 15810 Arawn – zdjęcie wykonane przez New Horizons w kwietniu 2016


486958 Arrokoth edytuj

Widoki z dużej odległości edytuj

 
Zdjęcie LORRI 486958 Arrokoth z lipca 2017
 
Arrokoth wśród gwiazd Strzelca, zobrazowany przez New Horizons pod koniec 2018 roku. Jego pozorna wielkość obserwowana z perspektywy sondy spadła z 20 do 15.[29]


 
Arrokoth oglądany 24 grudnia 2018 przez LORRI[15]


Zdjęcia z przelotu edytuj

 
Animacja planetoidy Thule
 
Arrokoth widziany przez LORRI podczas podejścia i wydany 1 stycznia 2019[30]
 
Arrokoth widziany przez LORRI 1 stycznia 2019, z odległości 28 000 kilometrów


Najdokładniejsze zdjęcia Plutona edytuj

Ponieważ LORRI miał największe powiększenie instrumentów, uchwycił najbliższe widoki terenu Plutona podczas przelotu.

 
To zdjęcie zrobione przez LORRI jest jednym z widoków o najwyższej rozdzielczości powierzchni Plutona podczas przelotu. Zarejestrowano obszar o szerokości 80 kilometrów i długości ponad 700 kilometrów


Zobacz też edytuj

Przypisy edytuj

  1. ↑ Tricia Talbert: Long Range Reconnaissance Imager (LORRI) Instrument. 2015-03-26. [dostęp 2018-10-15]. (ang.).
  2. ↑ Alan Taylor: The Voyage of New Horizons: Jupiter, Pluto, and Beyond. [dostęp 2018-10-15]. (ang.).
  3. ↑ a b c d e f g h i Long-Range Reconnaissance Imager on New Horizons. W: A.F. Cheng, H.A. Weaver, S.J. Conard, M.F. Morgan, O. Barnouin-Jha: New Horizons. 2009, s. 189–215. DOI: 10.1007/978-0-387-89518-5_9. ISBN 978-0-387-89517-8. (ang.).
  4. ↑ a b c http://pluto.jhuapl.edu/Mission/Spacecraft/Payload.php
  5. ↑ B.J. Buratti, J.D. Hofgartner, M.D. Hicks, H.A. Weaver i inni. Global albedos of Pluto and Charon from LORRI New Horizons observations. „Icarus”. 287, s. 207–217, 2017. DOI: 10.1016/j.icarus.2016.11.012. arXiv:1604.06129. Bibcode: 2017Icar..287..207B. (ang.). 
  6. ↑ Engine burn puts New Horizons on track to Ultima Thule. 2018-10-09. [dostęp 2018-10-15]. (ang.).
  7. ↑ Michael Zemcov, Poppy Immel, Chi Nguyen, Asantha Cooray i inni. Measurement of the cosmic optical background using the long range reconnaissance imager on New Horizons. „Nature Communications”. 8, s. 15003, 2017. DOI: 10.1038/ncomms15003. PMID: 28397781. Bibcode: 2017NatCo...815003Z. (ang.). 
  8. ↑ New Horizons: News Article?page=090106 [online], pluto.jhuapl.edu [dostęp 2020-07-09] (ang.).
  9. ↑ JHUAPL: LORRI Looks Back at „Old Friend” Jupiter. [dostęp 2018-11-09]. (ang.).
  10. ↑ New Horizons. [dostęp 2018-11-09]. [zarchiwizowane z tego adresu (2015-07-15)]. (ang.).
  11. ↑ a b New Horizons Captures Record-Breaking Images in the Kuiper Belt. 8 lutego 2018. [dostęp 2020-06-17].
  12. ↑ First Image Taken by Hubble’s Wide Field Planetary Camera, Hubblesite.org.
  13. ↑ JHUAPL: Ultima in View. [dostęp 2018-11-09]. (ang.).
  14. ↑ New Horizons Sees No Moons or Rings around Ultima Thule, Opts for Primary Flyby Path | Space Exploration | Sci-News.com. [dostęp 2018-12-19]. (ang.).
  15. ↑ New Horizons: News Article?page=20181226. [dostęp 2018-12-31]. (ang.).
  16. ↑ NASA – LORRI Instrument. (ang.).
  17. ↑ a b J. Robichaud, J. Green, D. Catropa, B. Rider i inni. Silicon Carbide Optics for Space Situational Awareness and Responsive Space Needs. „Advanced Maui Optical and Space Surveillance Technologies Conference”, s. E67, 2008. Bibcode: 2008amos.confE..67R. (ang.). 
  18. ↑ a b c d A.F. Cheng, H.A. Weaver, S.J. Conard, M.F. Morgan i inni. Long-Range Reconnaissance Imager on New Horizons. „Space Science Reviews”. 140 (1–4), s. 189–215, 2008. DOI: 10.1007/s11214-007-9271-6. arXiv:0709.4278. (ang.). 
  19. ↑ CCD47-20 Back Illuminated NIMO Frame-Transfer High Performance CCD Sensor. [dostęp 2020-06-17].
  20. ↑ a b c New Horizons prepares for encounter with 2014 MU69. [dostęp 2018-11-07]. (ang.).
  21. ↑ What Is the Visible Light Spectrum?. [dostęp 2018-11-09]. (ang.).
  22. ↑ How to Calculate the F-stop of the Human Eye. [dostęp 2018-11-09]. (ang.).
  23. ↑ S.A. Stern, D.C. Slater, J. Scherrer, J. Stone i inni. Alice: The Rosetta Ultraviolet Imaging Spectrograph. „Space Science Reviews”. 128 (1–4), s. 507–527, February 2007. DOI: 10.1007/s11214-006-9035-8. arXiv:astro-ph/0603585. Bibcode: 2007SSRv..128..507S. (ang.). 
  24. ↑ S.A. Stern, D.C. Slater, W. Gibson, J. Scherrer i inni. Alice – An Ultraviolet Imaging Spectrometer for the Rosetta Orbiter. „Advances in Space Research”. 21 (11), s. 1517–1525, 1998. DOI: 10.1016/S0273-1177(97)00944-7. Bibcode: 1998AdSpR..21.1517S. (ang.). 
  25. ↑ 3.1.
  26. ↑ New Horizons. [dostęp 2018-11-09]. [zarchiwizowane z tego adresu (2018-11-09)]. (ang.).
  27. ↑ Catalog Page for PIA20589. [dostęp 2018-10-18]. (ang.).
  28. ↑ JPL Horizons. JPL. [dostęp 2018-08-28]. (ang.).
  29. ↑ Detecting Ultima Thule’s Size and Shape on Approach. [dostęp 2020-06-17].

Linki zewnętrzne edytuj

Źródło: „https://pl.wikipedia.org/w/index.php?title=LORRI&oldid=73589748”