¿Cómo se utilizarán las matrices de microobturadores en el James Webb y en los futuros telescopios espaciales?

Pregunta: ¿Cómo se utilizarán las matrices de microobturadores en el James Webb y en los futuros telescopios espaciales? ¿Están actuando como una especie de agujero de alfiler o hendidura en movimiento, o el patrón es más complicado, como un telescopio de apertura codificada ? Sin embargo, no puedo imaginar que eso funcione, ya que la aplicación parece incluir espectroscopia en lugar de solo reconstrucción de imágenes.

El artículo de noticias Goddard de la NASA NASA demostrará una nueva tecnología de observación de estrellas con miles de obturadores diminutos dice:

La tecnología, llamada Next-Generation Microshutter Array (NGMSA), volará por primera vez en la misión FORTIS, Far-ultraviolet Off Rowland-circle Telescope for Imaging and Spectroscopy, el 27 de octubre. La matriz incluye 8,125 obturadores diminutos , cada uno del ancho de un cabello humano, que se abren y cierran según sea necesario para enfocarse en objetos celestes específicos.

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La tecnología de microobturador brinda a los científicos la capacidad de producir múltiples espectros a la vez. Esta capacidad mejora la productividad tanto en las misiones de cohetes de sondeo, que ofrecen solo seis minutos de tiempo de observación, como en los grandes observatorios espaciales, que pueden tardar hasta una semana en observar objetos débiles y lejanos y reunir suficiente luz para obtener buenos espectros. Dado que el tiempo de observación es escaso, la capacidad de captar la luz de varios objetos a la vez es primordial.

Webb, cuyo lanzamiento está programado para 2021, llevará la tecnología de microobturadores de primera generación de la NASA: cuatro conjuntos de microobturadores de 365 por 172 que juntos suman 250,000 obturadores. Permitirán a Webb obtener espectros de cientos de objetos simultáneamente.

Lo que distingue a la matriz de próxima generación en FORTIS de la que vuela en Webb es cómo se abren y cierran las persianas. Las matrices de Webb emplean un gran imán que barre las persianas para activarlas. Sin embargo, como ocurre con todas las piezas mecánicas, el imán ocupa espacio y añade peso. Además, las matrices activadas magnéticamente no se pueden ampliar fácilmente en tamaño. Como resultado, esta tecnología más antigua está en desventaja para admitir futuros telescopios espaciales más grandes que Webb.

Imán eliminado

Para adaptarse a futuras misiones, el equipo de desarrollo de microobturadores de Goddard eliminó el imán. Las persianas en la matriz piloto de 128 por 64 que volará en FORTIS se abren y cierran a través de interacciones electrostáticas. Al aplicar un voltaje de corriente alterna a los electrodos colocados en la parte frontal de los microobturadores, los obturadores se abren. Para trabar las persianas deseadas, se aplica un voltaje de corriente continua a los electrodos en la parte trasera.

Sin un imán, la matriz de próxima generación se puede ampliar drásticamente en tamaño, y eso es precisamente lo que el equipo está tratando de lograr. En particular, Greenhouse y Li están utilizando técnicas de fabricación avanzadas para crear una matriz mucho más grande, de 840 por 420, equipada con 352 800 microobturadores, lo que aumenta drásticamente el campo de visión de un instrumento.

“La matriz que está volando en FORTIS es un prototipo de desarrollo tecnológico para el grande”, dijo Greenhouse.