為了觀測NASA的團隊DART任務(wù)撞擊事件,Webb不得不超出其要求和測試的何捕觀測能力。在發(fā)射之前,任務(wù)天文學(xué)家計劃用韋伯觀察太陽系物體,飛船這意味著它被設(shè)計用來跟蹤相對于宇宙中的小行星恒星和星系移動的目標(biāo)。由于Webb是詹姆捉到撞一個大型船形天文臺,其大型遮陽罩和突出的斯韋常州包夜空姐預(yù)約(微信181-2989-2716)提供頂級外圍女上門,可滿足你的一切要求鏡子像帆船一樣豎立在頂部,這被認(rèn)為是伯太一個挑戰(zhàn),我們希望在發(fā)射前進(jìn)行模擬,空望并在試運行期間進(jìn)行嚴(yán)格測試。遠(yuǎn)鏡我們必須確保我們能夠以指向固定目標(biāo)時同樣的精度跟蹤這些移動的物體。一般來說,使用一種稱為精細(xì)制導(dǎo)傳感器(FGS)的特殊相機,韋伯鎖定一個所謂的引導(dǎo)星,以保持非常精確地指向目標(biāo)。移動目標(biāo)觀測是通過在FGS視場內(nèi)以移動目標(biāo)的精確速率移動引導(dǎo)星來執(zhí)行的。這確保了科學(xué)目標(biāo)在指定的科學(xué)儀器中保持靜止。這當(dāng)然也意味著恒星和星系的背景場在移動的目標(biāo)圖像中漂移,就像拍一張賽車的照片,同時將背景觀眾變成一個條紋模糊。

DART撞擊前的一系列Webb NIRCam觀測(濾波器:F070W)。
美國東部時間9月26日下午7點14分,撞擊后五個小時。這些觀測的成功依賴于更快的運動目標(biāo)跟蹤速率的實現(xiàn)。Image Credits: Science: NASA, ESA, CSA, Cristina Thomas (Northern Arizona University), Ian Wong (NASA-GSFC); Joseph DePasquale (STScI)
我們與FGS團隊和天文臺飛行軟件工程師一起努力工作,以確保天文臺的飛行前模擬展示了跟蹤能力,速度限制最初設(shè)置為火星的速度(每秒30毫弧秒或17小時內(nèi)滿月的寬度!).韋伯以這個名義速度極限出發(fā)。但是太陽系科學(xué)家——特別是那些研究小行星、彗星和星際物體等快速移動的小天體的科學(xué)家——真的想觀察比火星移動更快的物體。當(dāng)然,當(dāng)這些物體遠(yuǎn)離地球和太陽,因此移動較慢時,我們可以觀察到它們,但這并不總是與它們最令人感興趣的時候一致,例如,當(dāng)彗星經(jīng)歷爆發(fā)時。
因此,我們不僅要證實韋伯在試運行期間能夠以飛行前的速度極限進(jìn)行跟蹤,還要證明天文臺能夠以更快的速度進(jìn)行跟蹤。我們第一顆小行星6481丹增的速度很慢,只有每秒5毫弧秒(其他小行星是每秒18毫弧秒)。所有這些測試都很成功,我們證實了韋伯確實擅長以高達(dá)67 mas/s的速度追蹤移動物體(241ʺ/hr).
這對所有計劃使用韋伯的太陽系科學(xué)家來說是個好消息!
我們面臨的下一個挑戰(zhàn)是,在DART任務(wù)撞擊期間研究Didymos的保證時間觀測計劃(計劃1245,PI:北亞利桑那大學(xué)的Cristina Thomas)正在計劃中。項目協(xié)調(diào)員,太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所的托尼·羅曼想在DART航天器(超過100 mas/s或360ʺ/hr)與Webb撞擊期間,嘗試與Webb一起跟蹤小行星。根據(jù)羅曼的說法,“如果跟蹤速度慢于迪迪莫斯的實際運動速度,就會導(dǎo)致圖像模糊。如果我們能以迪迪莫斯的實際速度進(jìn)行追蹤,那就能充分利用這個獨一無二的機會。”這遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于我們試運行以來的最快速度,但該項目確信我們應(yīng)該嘗試這一點,以支持另一項美國宇航局的任務(wù),結(jié)合哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的同步觀測。在飛行模擬器上進(jìn)行了測試,以驗證軟件和硬件能夠處理這些超快跟蹤速率。該系統(tǒng)被調(diào)整了幾次,以優(yōu)化性能,并確保我們可以跟蹤移動如此之快的物體。一旦被模擬器的結(jié)果所說服,我們計劃對航天器進(jìn)行一些工程測試,對近地小行星2010 DF1進(jìn)行兩次觀測,運動速率分別為(324和396ʺ/hr).這是韋伯視野中最快、最亮的小行星,我們可以在接近飛鏢撞擊速度的情況下進(jìn)行測試。如果我們能成功追蹤這顆小行星,我們就能追蹤DART撞擊事件。在飛鏢撞擊迪莫爾福斯的前兩個星期,我們才完成了最后的測試。

韋伯的近紅外照相機(NIRCam)以90 mas/s的速度跟蹤小行星2010 DF1的一系列觀測結(jié)果(過濾器:F322W2)。這是9月9日的10張照片,總曝光時間為311秒。Image credit: Ian Wong (NASA-GSFC).
準(zhǔn)備了監(jiān)測災(zāi)難援助反應(yīng)隊影響的觀測數(shù)據(jù),并上傳到天文臺;在預(yù)定的時間,就在撞擊之前,一系列的觀察開始執(zhí)行——并且是成功的。隨著數(shù)據(jù)流入檔案進(jìn)行分析,美國宇航局戈達(dá)德的Ian Wong完成了一項快速而徹底的分析,驗證了超高速率是成功的!我們已經(jīng)證明,我們可以與韋布一起計劃像DART impact這樣的事件,并有漂亮的結(jié)果可以展示。在分析撞擊數(shù)據(jù)的同時,我們現(xiàn)在已經(jīng)確認(rèn),我們可以用韋伯望遠(yuǎn)鏡跟蹤和觀察超過100 mas/s (360ʺ/hr)的目標(biāo)。然而,我們可能不會經(jīng)常使用高利率。雖然取得了成功,但他們在計劃和安排方面仍面臨挑戰(zhàn)。在這樣的速度下,引導(dǎo)星只能在FGS視野內(nèi)停留很短的時間。這意味著我們將不得不使用多個引導(dǎo)星來支持更長時間的觀察,并且改變引導(dǎo)星會帶來復(fù)雜性和低效率。最后,為韋伯設(shè)定的新的速度限制現(xiàn)在是75 mas/s,以備將來觀測之用,但最高可達(dá)100 mas/s的速度可能需要特別許可。
–斯蒂芬妮·米拉姆,韋伯的行星科學(xué)副項目科學(xué)家,美國宇航局戈達(dá)德