Módulo de instrumentos de ciencia integrado

El Módulo de Instrumento Científico Integrado (ISIM) es un componente del Telescopio Espacial James Webb , un gran telescopio espacial infrarrojo internacional planeado para su lanzamiento en noviembre de 2021. [1] ISIM es el corazón del JWST y contiene la carga útil científica principal que incluye cuatro instrumentos científicos y el sensor de guía fina. [1] ISIM es el chasis y los instrumentos de la nave espacial que toman la luz del espejo principal y la convierten en datos científicos que luego se envían de regreso a la Tierra. [1] Las otras dos secciones principales del JWST son el elemento del telescopio óptico (OTE) (espejo y su estructura) y el elemento de la nave espacial (SE), que incluye el bus de la nave espacial yParasol . [1] ISIM tiene una masa de 1,4 toneladas métricas (toneladas) (1,54 toneladas estadounidenses). [2] El instrumento de cámara infrarroja integrado con ISIM pasó sus pruebas térmicas a principios de 2016. [3] ISIM se sometió a pruebas de frío térmico intensas a finales de 2015 hasta principios de 2016. [4] NIRcam es extremadamente importante para JWST, porque no solo es un sensor sensible cámara de infrarrojos, pero también se utiliza para ajustar la alineación de los segmentos principales del espejo. [3] Las pruebas fueron muy positivas porque NIRcam mostró que era muy estable a través de las pruebas térmicas y de vibración. [3] NIRcam se instaló en ISIM en marzo de 2014, y luego se sometió a integración y pruebas después de eso, mientras el telescopio está listo para su lanzamiento en 2019. [3] ISIM es aproximadamente el 23% de la masa total de JWST, lo que equivale a una masa ISIM de 1400 kg (3086 lb). [5]

Diagrama que destaca ISIM

Compartimento de componentes electrónicos ISIM (IEC)

ISIM contiene estos instrumentos: [1]

ISIM también incluye el refrigerador criogénico MIRI, que se extiende hasta el Bus de la nave espacial (en el lado caliente de la nave espacial). [1] Sistemas y subsistemas pertinentes el ISIM: [6]

  • Estructura de medición óptica
  • Compartimento de componentes electrónicos ISIM (IEC)
  • radiador del arnés
  • Sistema de manejo de datos y comando ISIM (ICDH)
  • Unidad de servicios remotos ISIM (IRSU)
  • sistema de arnés eléctrico
  • sistema de control térmico
  • sistema de software de vuelo
  • sistema de secuencia de comandos a bordo

La NASA definió tres regiones para ISIM para ayudar en su producción. [1] Las tres regiones incluyen el módulo de instrumentos criogénicos (1), el compartimiento de la electrónica (2) y finalmente el subsistema de Comando y Manejo de Datos y el refrigerador criogénico MIRI (3), que se encuentra físicamente dentro del bus de la nave espacial. [1] MIRI debe ser más frío que los otros instrumentos, por lo que tiene un refrigerador adicional. [1] MIRI es el instrumento de infrarrojos medios . [1] El subsistema de Comando y Manejo de Datos utiliza el estándar de comunicación a bordo de la nave espacial llamado SpaceWire . [7] SpaceWire fue desarrollado por la Agencia Espacial Europea (ESA) y proporciona una comunicación de datos de baja potencia de hasta 200 Mbits por segundo. [7]

Regiones: [1]

  • Módulo de instrumentos criogénicos
  • Compartimento de componentes electrónicos (Compartimento de componentes electrónicos ISIM (IEC))
  • Subsistema de manejo de datos y comando ISIM (ICDH)

En mayo de 2016, OTE e ISIM se fusionaron en lo que se llama OTIS, que es la combinación de estas dos regiones. [8]

Compartimento de componentes electrónicos ISIM (IEC)

El Compartimento de Electrónica ISIM (IEC) es una sección de ISIM que alberga recursos informáticos y eléctricos para los instrumentos. [9] La electrónica principal de cada uno de los instrumentos se encuentra en esta caja envuelta térmicamente. [9] En 2014, la electrónica de NIRspec se instaló en IEC. [10] El IEC está montado en la estructura criogénica del telescopio principal, y el gabinete debe mantener una temperatura mucho más cálida para los componentes electrónicos en el interior, pero no permitir que el calor afecte negativamente al telescopio principal. [11] La caja puede disipar unos 200 vatios de energía eléctrica. [11] Una de las consideraciones es dirigir la mayor parte del calor (radiativamente) en un ángulo de aproximadamente 20 grados entre la parte posterior de la estructura del espejo principal y los instrumentos y el parasol. [11] No demasiado cerca de la parte posterior del telescopio o demasiado cerca del parasol, pero usando deflectores y aislamiento, dirija el calor hacia el espacio. [11] La caja IEC se encuentra justo debajo de la mayoría de los instrumentos y detrás de ella, pero sobre el bus de la nave espacial. [11]

Hay un lado que está hecho de aluminio y los otros lados son compuestos. [11] Está envuelto en múltiples capas de aislamiento, incluidas seis capas de SLI (el aislamiento de una sola capa JWST). [11] Algunas de las características para la gestión térmica (calor) incluyen un radiador de bandeja parásito y deflectores. [11]

IEC constituye la región 2 de ISIM. [12]

ISIM dentro de una jaula para una prueba de gravedad, 2014
ISIM en preparación para una prueba de vacío térmico, 2013
NIRcam instalado en ISIM, 2014
MIRI instalado, 2013

Este video fue publicado por la NASA.

"> Reproducir medios
Video de prueba ISIM de la NASA

  • Elemento de telescopio óptico
  • Cronología del telescopio espacial James Webb

  1. ^ a b c d e f g h i j k "El telescopio espacial James Webb" . jwst.nasa.gov . Consultado el 24 de enero de 2017 .
  2. ^ "Estado del módulo de instrumentos de ciencia integrada JWST" . ResearchGate . Consultado el 7 de mayo de 2017 .
  3. ^ a b c d "Lockheed Martin prepara uno de los instrumentos de infrarrojos más sensibles jamás fabricados para el telescopio de la NASA" . www.lockheedmartin.com . Consultado el 7 de mayo de 2017 .
  4. ^ "Los instrumentos científicos del telescopio James Webb comienzan la prueba final súper fría" . Consultado el 24 de enero de 2017 .
  5. ^ eoPortal - JWST (telescopio espacial James Webb)
  6. ^ "ISIM - Módulo de instrumentos de ciencia integrada" . www.stsci.edu . Consultado el 24 de enero de 2017 .
  7. ^ a b [1]
  8. ^ Maurice Te Plate, et al. "Estado del espectrógrafo de infrarrojo cercano de JWST y primeros resultados de la prueba OTIS", Proc. SPIE 10698, Instrumentación y telescopios espaciales 2018: Onda óptica, infrarroja y milimétrica, 1069807 (6 de julio de 2018); https://doi.org/10.1117/12.2312651
  9. ^ a b "NASA - Paquete de vacaciones del telescopio Webb" . www.nasa.gov . Consultado el 24 de enero de 2017 .
  10. ^ "Instalación de la electrónica NIRSpec en el compartimento de la electrónica ISIM" . sci.esa.int . Consultado el 24 de enero de 2017 .
  11. ^ a b c d e f g h [2]
  12. ^ [3]

  • STSCi - ISIM
  • Ensayo criogénico ISIM
  • JWST - Instrumentos
  • JWST - ISIM