Tengo curiosidad acerca de cómo el JWST logra la estabilización de imagen. Este documento de 2005 aborda este tema, pero sería útil una descripción más general de alto nivel de los procesos, por parte de alguien con conocimientos.
En particular, ¿cómo estabiliza el JWST sus imágenes?
En mi cabeza, aquí hay algunas preguntas rápidas (puede haber otras):
¿Se estabilizan los datos antes de que lleguen a los cuatro sensores principales del JWST?
¿Qué tan sensible es el sistema a las vibraciones, en el orden de kHz?
¿Cómo se alimenta este sistema: baterías, ruedas de reacción, ambos?
…
Como otro punto de información, una lectura rápida de un proyecto de muestra para el JWST ( aquí ) utilizando la Calculadora de tiempo de exposición ( ETC ) de JWST sugiere que un tiempo de exposición de 8000 segundos (más de 2 horas) podría ser típico para un proyecto. Ciertamente Quizás 2 horas es mucho tiempo para fluctuaciones y derivas no triviales.
Además, tengo un poco de curiosidad sobre cómo la estabilización de imagen del JWST podría compararse en calidad y mecánica con la que se encuentra en los teléfonos inteligentes de la generación actual.
Actualización 1: de la respuesta de @ user3528438 a continuación, es muy probable que las imágenes producidas por JWST provengan de varias imágenes (cada una con una posible duración de exposición del orden de 1000 segundos), alineadas y apiladas.
Actualización 2: este fragmento (descubierto después de la publicación original), de las preguntas frecuentes de la NASA sobre los giroscopios del JWST , podría ser relevante:
Los HRG de Webb y el sensor de guía fina (FGS) funcionan con la óptica final del telescopio, llamada espejo de dirección fina (FSM), para estabilizar el haz de luz que sale del telescopio y entra en los instrumentos científicos. El FSM puede inclinar e inclinar una cantidad diminuta muy rápidamente para compensar pequeños movimientos o "inestabilidad" en el haz de luz , evitando así la necesidad de apuntar todo el observatorio con extrema precisión a un objetivo. El HRG, junto con los STA y las ruedas de reacción, ayudan a estabilizar el balanceo sobre el eje óptico.
(Agregué la negrita a lo anterior).
Las preguntas frecuentes dicen que "FSM puede dar una propina de un minuto muy rápidamente". ¿Cuánto y qué tan rápido, me pregunto? ¿Con su propia fuente de alimentación y actuadores?
Esto suena análogo a la "estabilización de imagen óptica" que se encuentra en los iPhone de Apple antes del 12 Pro. (ver aquí y posiblemente aquí ).
Primero, veamos cómo lo hizo Hubble para Hubble Ultra Deep Field (HUDF)
Las observaciones se realizaron en dos sesiones, del 23 de septiembre al 28 de octubre de 2003 y del 4 de diciembre de 2003 al 15 de enero de 2004. El tiempo de exposición total es de poco menos de 1 millón de segundos, desde 400 órbitas, con un tiempo de exposición típico de 1200 segundos En total, se tomaron 800 exposiciones ACS en el transcurso de 11,3 días, 2 en cada órbita, y NICMOS observó durante 4,5 días. Todas las exposiciones individuales de ACS fueron procesadas y combinadas por Anton Koekemoer en un solo conjunto de imágenes científicamente útiles, cada una con un tiempo de exposición total que oscila entre 134 900 segundos y 347 100 segundos. Para observar todo el cielo con la misma sensibilidad, el HST necesitaría observar continuamente durante un millón de años.
Recuerde que el telescopio principal es el rastreador de estrellas más sensible de la nave espacial por un amplio margen, por lo que tratar de usar otro rastreador para detectar la deriva y compensar empeorará las cosas. Como resultado, la única forma de detectar la deriva es utilizar el propio telescopio principal, por ejemplo, dividir una exposición larga en múltiples exposiciones cortas y luego alinearlas y sintetizarlas digitalmente.
El espacio es un lugar silencioso por lo que no hay fuente de vibraciones, aunque la órbita podría tambalearse un poco. El telescopio puede tomar más de 1000 segundos de una sola exposición de forma natural. La estabilización/apilamiento solo es necesaria durante horas o días de exposición.
Como se señala en la respuesta citada, otra razón para dividir las exposiciones largas en cortas es obtener una mejor relación señal-ruido (SNR) y rango dinámico. El mejor sensor de imágenes digitales de la actualidad tiene un rango dinámico de alrededor de 16 paradas como máximo. Cuando eso no es suficiente para su observación (creo que es el caso bastante frecuente), entonces debe agregar más exposiciones, por ejemplo, usar 256 exposiciones le brinda otras 8 paradas de rango dinámico.
usuario3528438
bruce simonson