LORRI

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

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].

Operacje[edytuj | edytuj kod]

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 | edytuj kod]

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 | edytuj kod]

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 | edytuj kod]

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 | edytuj kod]

Połączenie danych LORRI i Ralph Charona w 2015


15810 Arawn[edytuj | edytuj kod]

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 | edytuj kod]

Widoki z dużej odległości[edytuj | edytuj kod]

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 | edytuj kod]

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 | edytuj kod]

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 | edytuj kod]

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  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 | edytuj kod]

Źródło: „https://pl.wikipedia.org/w/index.php?title=LORRI&oldid=70500584”