Supercamera voor Japanse ruimtetelescoop

Samenvatting

Extreem gevoelige infrarood detectors, ontwikkeld door het Nederlandse Instituut SRON, zullen worden toegepast in de infrarood-ruimtetelescoop SPICA.
 

Supercamera voor Japanse ruimtetelescoop

16 mrt 2012     De Stichting Ruimte Onderzoek Nederland, SRON, heeft achttien miljoen euro overheidssubsidie ontvangen voor de bouw van SAFARI, een gevoelige spectrometer / camera aan boord van de toekomstige Japans-Europese infrarood-ruimtetelescoop SPICA, waarvan wordt verwacht dat de lancering in 2021 zal plaatsvinden.
SRON deelname aan dit project is te danken aan de door hun wetenschappers ontwikkelde extreem gevoelige infrarood detectoren

SPICA gaat vanuit een punt op anderhalf miljoen kilometer afstand van de aarde onderzoek doen aan verre sterrenstelsels en planetenstelsels-in-wording.

De siliciumcarbide hoofdspiegel van SPICA wordt 3,2 m in doorsnede (iets kleiner dan die van de Europese ruimtetelescoop Herschel), maar zal enorm veel gevoeliger zijn doordat hij gekoeld wordt tot circa 6 K en SAFARI, een bijzondere camera, bevat .
SAFARI is een infraroodinstrument met vierduizend pixels voor spectroscopische waarnemingen in het golflengtegebied van 30 tot 210 micrometer, daarnaast fungeert het als infraroodcamera.

Het bijzondere aan deze digitale camera is dat het wordt uitgerust met TES-detectoren (transition edge sensors): supergeleidende microcalorimeters die op een temperatuur van 50 mK (millikelvin) worden gehouden. Deze TES-detectoren zijn gevoelig voor extreem kleine temperatuurvariaties, opgewekt door binnenkomende infraroodfotonen.

Het principe van de camera is eenvoudig - zie principeschema.
De straling treft een matrix van absorptievlakjes (C).
die met elkaar verbonden zijn door warmte geleidende bruggetjes (G). Rijen absorbers zijn met thermisch met elkaar vebonden. Aan beide einden van absorber strip zit een TES thermometer en een thermische verbinding met een koude bron(T) van 50 milliKelvin. Als een foton, dat is het kleinst mogelijk pakketje stralingsenegie de absorber strip raakt, dan vloeit de warmte naar beide kanten. Dat wordt dan uiteindelijk gedetecteerd door beide TES detectors. Uit verschillen in aankomsttijd en temperatuur verhoging kan de positie worden berekend.

(Pieter J.T.Bruinsma, PA0PHB) 

Referenties, informatie:

SRON => persbericht
WERON => principe van een TES sensor, een extreem gevoelige thermometer

principe schema
principe schema

Matrix vanTES microthermometers
Matrix vanTES microthermometers

lll