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California Institute of Technology Jet Propulsion Laboratory
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Desarrollo Dramático de la Tecnología

Además de la gran motivación científica de la astronomía infrarroja, existe una dramática revolución tecnológica -- continuando en la actualidad -- que ha permitido expandir nuestro conocimiento del universo infrarrojo. Esto está espectacularmente ilustrado en la Figura de abajo, que muestra dos observaciones de la emisión infrarroja del centro de la Galaxia separadas una de otra por 3 décadas.

El Centro Galáctico: 1967-1994
The Galactic Center
I. Gatley/NOAO/KPNO, (inserto) G. Neugebauer & E. E. Becklin/Caltech

El inserto muestra los datos tomados en 1967 por Gerry Neugebauer y Eric Becklin con un detector de un solo elemento de PbS (sulfuro de plomo) en el telescopio de 200 pulgadas de Palomar. El mosaico de la emisión en el infrarrojo cercano del Centro Galáctico fue creado a principios de los 90 por Ian Gatley en el Observatorio Nacional Kitt Peak, a partir de observaciones hechas con cámaras infrarrojas modernas usando conjuntos de detectores de PtSi (platino y silicio).

El impresionante progreso hecho en tecnología de detectores infrarrojos ha resultado de la estrecha relación entre ciencia y tecnología y entre industria y universidades. La génesis de esta revolución ha sido la inversión de cientos de millones de dólares hecha por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos en materia de tecnología de detectores infrarrojos. Los intereses militares en esta tecnología estaban concentrados en longitudes de onda de menos de 30 micras y en ambientes con un fondo a alta temperatura. A medida que el conocimiento técnico fue llegando al mundo civil, los astrónomos redirigieron el objetivo del desarrollo hacia ambientes con poco fondo radiativo y aplicaciones a alta sensibilidad. Ha habido a su vez un impresionante progreso hecho en tecnología de conjuntos de detectores a todas longitudes de onda, desde el cercano hasta el lejano infrarrojo.

En quince años, los astrónomos infrarrojos han pasado de usar unos pocos detectores de elementos individuales a trabajar rutinariamente con conjuntos de detectores de muchos miles de elementos (pixeles). La era de los "millones de pixeles" en la astronomía infrarroja comenz&oactue; en 1995. Uno mira maravillado hacia el pasado al darse cuenta que la enorme herencia dejada por la exitosa mision del Satélite Astronómico Infrarrojo (IRAS) (Inglés) fue el resultado de solo 62 pixeles! Una aplicación espectacular de las mejoras en tecnología de detectores son estos mosaicos del Centro Galáctico, mostrando datos en el cercano infrarrojo tomados del Censo a Dos Micras de Todo el Cielo (Inglés) (Two-Micron All-Sky Survey, 2MASS).

Imagen visible (izquierda) y en el cercano infrarrojo (derecha) del Centro Galáctico. Cada imagen cubre 10 grados cuadrados.
The Galactic Center
(izquierda) Howard McCallon, (derecha) NASA/2MASS/IPAC

(Abajo) Una composición en falso color de una región del cielo alrededor del Centro Galáctico de 5 x 2 grados. El azul y el verde corresponde a la emisión en el cercano infrarrojo observada por 2MASS a longitudes de onda de 1.25 y 2.17 micras. El rojo corresponde a la emisión en el mediano infrarrojo de 6 a 11 micras tomada por el telescopio SPIRIT-III, a bordo del Experimento Espacial a Mitad de Vuelo (Midcourse Space Experiment, MSX). El plano de la Vía Láctea atraviesa horizontalmente la imagen y el Centro Galáctico es el punto amarillo brillante cerca del centro.
The Galactic Center
NASA/2MASS/IPAC and BMDO/MSX/IPAC

El progreso hecho en tecnología de detectores infrarrojos para aplicaciones astronómicas es el resultado directo de una colaboración beneficiosa entre ciencia e industria. Mientras que los científicos están en deuda con la industria por los esfuerzos hechos en el diseño y fabricación de detectores, muchas de estas firmas han obtenido beneficios de las rigurosas pruebas hechas a cabo por grupos de investigadores en universidades.

Esta revolución en tecnología de detectores es el motor de los descubrimientos que se realizarán con Spitzer.

Otro importante desarrollo técnico que permite reducir la masa del Observatorio, y por tanto los costos de lanzamiento, es la óptica ligera. Los espejos primarios y secundarios de Spitzer y las estructuras de apoyo, están fabricadas casi en su totalidad de berilio. Este material tiene un cociente dureza/densidad muy alto, una conductividad térmica alta y un calor específico criogénico bajo. La masa total del telescopio de Spitzer es de menos de 50 kg. El montaje del telescopio de berilio no sufre de las complicaciones provocadas por la expansión térmica y sus dimensiones se mantendrán extremadamente estables.

El espejo primario de 85 cm de Spitzer está fabricado de berilio ligero.
Spitzer Primary Mirror
NASA/JPL

El espejo primario de 85 cm de diámetro está diseñado para operar a temperaturas de 5.5 K, con un error en el frente de onda de menos de 0.07 ondas. El telescopio Spitzer tiene un diseño Ritchey-Chretien y permitirá alcanzar el límite de difracción a longitudes de onda de más de 6.5 micras.

Mas Innovaciones



El Telescopio Espacial Spitzer es una misión de la NASA operada y administrada por el Laboratorio de Propulsión a Reacción (Jet Propulsion Laboratory). Este sitio en la Red es mantenido por el Grupo de Educación y Difusión Pública en el Centro Científico Spitzer, localizado en el Instituto Tecnológico de California (California Institute of Technology), y que forma parte del Centro de Análisis y Procesamiento Infrarrojo (IPAC) de la NASA.

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