Investigador Principal: Dr. Larry Esposito

UVIS descripción general

El Espectrógrafo Óptico Ultravioleta (UVIS) es un conjunto de detectores diseñados para medir la luz ultravioleta reflejada o emitida desde las atmósferas, anillos y superficies, en longitudes de onda comprendidas entre los 55.8 y los 190 nanómetros para determinar sus composiciones, distribuciones, contenido en aerosoles y temperaturas.

Objetivos científicos del UVIS:

• Trazar un mapa de la composición vertical y horizontal de las atmósferas superiores de Titán y Saturno.
• Determinar la química atmosférica de las atmósferas de Titán y Saturno.
• Trazar un mapa de la distribución y propiedades de los aerosoles de las atmósferas de Titán y Saturno.
• Inferir la naturaleza y características de la circulación de las atmósferas de Titán y Saturno.
• Trazar un mapa de la distribución de átomos neutros e iones en el interior de la magnetosfera de Saturno.
• Estudiar la estructura radial de los anillos de Saturno por medio de ocultaciones estelares.
• Estudiar las superficies heladas y las atmósferas tenues asociadas a los satélites de hielo.

Instrumentos de medición del UVIS:

• Espectrógrafo del Ultravioleta Lejano [FUV] (110 a 190 nm; campo de vision: [0.75,1.5,6]x64 mrad)
• Espectrógrafo del Ultravioleta Extremo [EUV] (55.8 a 118 nm); campo de vision: [1,2,6]x64 mrad)
• Fotómetro de Alta Velocidad [HSP] (115 a 185 nm; campo de vision: 6x6 mrad, resolución temporal: 2ms)
• Célula de Absorción de Hidrógeno-Deuterio [HDAC] (121.5 nm; campo de visión circular: 55.8)

Características del UVIS:

• Masa (mejor estimación) = 14.46 kg
• Pico de Potencia Operativa (mejor estimación) = 11.83 W
• Pico de Transmisión de Datos (mejor estimación) = 32 096 kilobits/s
• Dimensiones (aproximadas) = 48 cm x 30 cm x 23 cm

Un espectrógrafo es un instrumento que registra información de intensidad espectral en una o varias longitudes de onda de energía y almacena los datos en forma de gráfico. (Un espectrómetro, por el contrario, muestra información espectral de forma numérica). Un espectrógrafo óptico convierte los puntos del gráfico en información digital que puede ser extraída en forma de imagen visual, como una fotografía en “falso color”.

El Subsistema Espectrográfico Óptico Ultravioleta (UVIS) es un conjunto de detectores diseñados para medir la luz ultravioleta reflejada o emitida por atmósferas, anillos y superficies para determinar su composición, distribución, contenido en aerosoles y temperaturas. El UVIS medirá las fluctuaciones de la luz de las estrellas y el Sol cuando éstos se desplacen tras los anillos y las atmósferas de Titán y Saturno, y determinarán las concentraciones atmosféricas de hidrógeno y deuterio. Estos datos se emplearán para realizar estudios de las atmósferas, la magnetosfera y los anillos del sistema de Saturno.

El UVIS posee dos canales: el canal ultravioleta extremo y el canal ultravioleta lejano. Los canales ultravioletas se hallan montados en soportes de aluminio ligero y cada uno contiene un telescopio reflector, un espectrómetro de rejilla cóncava y un detector contador de destellos ópticos. El UVIS también incluye un canal fotométrico de alta velocidad, una célula de absorción de hidrógeno-deuterio y un equipo de electrónica y control. Para información sobre los componentes del UVIS haga clic en sus nombres.

(Enlaces UVIS)

El canal del ultravioleta extremo (EUV) se empleará para espectroscopía óptica y mediciones espectroscópicas de la estructura y composición de la atmósfera de Titán y Saturno. El EUV está formado por un telescopio con intercambiador de apertura de tres posiciones, un sistema de regulación y un espectrógrafo con un detector de microcanal CODACON y su electrónica asociada. El telescopio consiste en una sección parabólica fuera de eje con una longitud focal de 100 mm, una apertura de 22 a 30 mm y un regulador con un campo de visión de 3.67 a 0.34 grados. Un mecanismo de precisión posiciona una de las tres ranuras de entrada en el plano focal del telescopio, cada una de ellas dedicada a una resolución espectral.

El espectrógrafo emplea una rejilla toroidal con corrección de aberración que enfoca el espectro en un detector óptico de microcanal para obtener tanto alta sensibilidad como resolución espacial a lo largo de la rendija de entrada. La electrónica del detector de microcanal consiste en una fuente de alimentación de bajo voltaje, una fuente de alimentación programable de alto voltaje, amplificadores sensibles a la carga y lógica asociada.

El canal EUV también contiene un mecanismo de ocultación solar que permite al flujo solar entrar en el telescopio cuando el Sol aún se encuentra desalineado 20 grados respecto al telescopio primario.

El canal del ultravioleta lejano (FUV) se utilizará para espectroscopía óptica y mediciones espectroscópicas de la estructura y composición de la atmósfera de Titán y Saturno y sus anillos. El FUV es similar al canal EUV excepto en la densidad de trama de la rejilla, el recubrimiento óptico y los detalles del detector. La electrónica del FUV es similar a la del EUV excepto en la inclusión de una fuente de alimentación de alta tensión para la bomba iónica.

El canal del fotómetro de alta velocidad (HSP) se encargará de realizar mediciones de la estructura y densidad de material en los anillos, mediante ocultación estelar. El HSP reside en su propio módulo y mide luz no dispersada (de orden cero) mediante su propio espejo parabólico con un tubo detector fotomultiplicador. La electrónica consiste en un amplificador-discriminador de pulso y una fuente de alimentación de alta tensión de nivel constante.

El canal de la celda de absorción de hidrógeno-deuterio (HDAC) se empleará para medir hidrógeno y deuterio en el sistema de Saturno empleando una celda de hidrógeno, una celda de oxígeno, una celda de deuterio y un detector multiplicador de electrones de canal (CEM) para registrar los fotones no absorbidos por las celdas. Las celdas de hidrógeno y deuterio son celdas de absorción resonantes llenas respectivamente de hidrógeno y deuterio molecular puro. Se encuentran situadas entre una lente objetivo y un detector. Ambas celdas han sido fabricadas con acero inoxidable con un revestimiento de teflón, y se hallan selladas en sus extremos con ventanas de MgF2. La electrónica consiste en un amplificador-discriminador de pulso, una fuente de alimentación de alta tensión de nivel constante y dos controladores de corriente de filamento.

El subsistema de control y electrónica del microprocesador del UVIS se compone de elementos de entrada/salida, acondicionamiento de potencia, electrónica de tratamiento de la información científica y de gestión de recogida de información, y elementos de control del microprocesador.

Para más información, visite:
http://lasp.colorado.edu/cassini