INSTITUTO DE ASTROFÍSICA DE CANARIAS. Participación del IAC en FRIDA

Transcripción

1 INSTITUTO DE ASTROFÍSICA DE CANARIAS Participación del IAC en FRIDA FRIDA: InFraRed Imager and Dissector for Adaptive Optics Instituto de Astrofísica de Canarias

2 Índice Qué es FRIDA? Objetivo Científico Descripción de FRIDA y sus modos de observación Distribución de tareas de Ingeniería en FRIDA Ingeniería de FRIDA en el IAC Hasta dónde se ha llegado en FRIDA? Instituto de Astrofísica de Canarias 2

3 Qué es FRIDA? FRIDA es un instrumento diseñado para operar al límite de difracción en combianción con el sistema de óptica adaptativa de GTC (GTCAO) Operará en la banda comprendida entre 0.9 y 2.5 µm en modo Imagen y Espectroscopía. Está provisto de una unidad de campo integral basada en un rebanador de imágenes (Image Slicer con 30 slices) GTCAO es un sistema simple-conjugado que utiliza un sensor Shak- Hartmann con estrella guía natural Mag 10 SR 0.65 en K Mag 15 SR 0.45 en K Campo isoplanático r ~ 20 segundos de arco Con Corrector de dispersión atmosférica Instituto de Astrofísica de Canarias 3

4 Objetivo científico Sistema solar y objetos de baja masa. Fenómenos en sistemas binarios próximos Campos poblados de estrellas y poblaciones estelares Dinámica de las galaxias y su evolución química Estudio de la Vía Láctea y galaxias próximas Instituto de Astrofísica de Canarias 4

5 1 Redes Cámara de baja fina resolución (1) Descripción de FRIDA 3 Carrousel de redes de difracción con: Máscaras Mecanismo Tres para cámaras de imagen foco de conmutación y de modo (con el Fan-Out del detector) Dos ruedas de filtros espectroscoía Máscaras de ocultación 19 y posiciones cada una Redes Cámara de resolución burda media (4) de fase Cableado Broad criogénico, Narrow and Blocking filters Redes Cámara de alta de resolución pupila (2) Máscaras de calibración Rueda de pupilas (pin-holes 2 espejos para masks, mapear etc.) los slices de IFU Trabajan conjuntamente Tapa de bloqueo (Darks) 7 posiciones con: Máscaras de pupila y apodización 7 Cámara media y colimador Ventana de entrada 2 Rueda del plano focal 3 Colimador 4 Ruedas de filtros y pupilas 5 Rueda de cámaras 6 Cámara (media) Instituto de Astrofísica de Canarias 5 7 Mecanismo de selección de modo (Imagen/Espectroscopía) 8 Unidad de campo integral (IFU) 9 Óptica del Espectrógrafo 10 Espejo doblador de haz 11 Carrusel de redes de difracción 12 Mecanismo de foco y detector

6 FRIDA en modo Imagen Escalas /pixel, fov = x arcsec /pixel, fov = x arcsec. Filtros de banda ancha y banda estrecha Strehl mejor que 0.9 de 1.1 a 2.4 µm Strehl mejor que 0.8 de 0.9 a 2.5 µm Throughput: Mejor que el 50%, excluyendo filtros y detector (objetivo 70%) Instituto de Astrofísica de Canarias 6

7 FRIDA en modo Espectroscópico IFU con 30 Slices Escalas x arcsec/pixel FOV : 0.65 x x arcsec/pixel FOV: 1.30 x x arcsec/pixel FOV: 2.60 x 2.40 Resolución espectral Low Z, J, H, K R~1 500 Medium Z, J, H and R~ High H and K R~ Instituto de Astrofísica de Canarias 7

8 Sistemas de vacío, enfriamiento y alineado Sistema de Vacío (Bomba mecánica y Turbo-molecular) Sistema de Enfriado Tanque de LN2 para pre-enfriado (Cool Down time < 72 hrs, goal 48 hrs) 2 Cryo-coolers Sistema de Alineado Instituto de Astrofísica de Canarias 8

9 División de tareas de Ingeniería en FRIDA IA-UNAM Los componentes ópticos serán fabricados por la UNAM o subcontratados bajo su supervisión en México Diseño, puesta a punto de los mecanismos. Incluida electrónica y LLS TODO LO QUE NO HAYA MENCIONADO CIDESI (Socio industrial de la UNAM) Diseño mecánico Modelado Prototipado Fabricación Instituto de Astrofísica de Canarias 9 UF Astronomy UCM IAC Mecanismo de foco del Detector Subcontratación de la fabricación de la IFU Data Reduction Pipeline. Procesado en línea Procesado previo a la entrega de datos a los usuarios. Electrónica de control de alto nivel (LCU) Sistema de detección Software de alto nivel Software de apoyo a la planificación de observaciones OPMS (Preparación de observaciones) ETC (Calculador de tiempos de exposición)

10 Tareas de FRIDA en el IAC UCM Instituto de Astrofísica de Canarias 10

11 Tareas de FRIDA en el IAC (HW) Unidad de control local (LCU. VME CRATE) Sistema de Adquisición de Datos (DAS) Sistema de Control de Mecanismos (MCS) Detector Control Configuración y puesta en operación del Controlador del Detector Estabilización Térmica del Detector y del Controlador Fanout Board o electrónica de proximidad del Detector Cableado del sistema de detección Detector (H2) DETECTOR OPERATION Readout Modes DETECTOR TEST Test System Test List Test Results Instituto de Astrofísica de Canarias 11

12 HW Electrónico de FRIDA en el IAC (HW) Instituto de Astrofísica de Canarias 12

13 Sistema de Pruebas del Detector Instituto de Astrofísica de Canarias 13

14 Test del detector y resultados 11,4 [e - ] Pruebas realizadas Ganancia del sistema Corriente de oscuridad Ruido de lectura Linealidad Pozo de carga Detección de píxeles muertos/calientes Pruebas pendientes Sólo disponemos de los valores de QE del fabricante Instituto de Astrofísica de Canarias 14

15 más opciones para FRIDA El IAC se ha preparado para dar un paso adelante si hubiese oportunidad H2RG SIDECAR ASIC SAM Instituto de Astrofísica de Canarias 15

16 Tareas de FRIDA en el IAC (SW) El SW está siendo desarrollado De acuerdo a los estándares GTC Aprovechando la experiencia previa en el IAC OSIRIS EMIR (Similar arquitectura HW del MCS y el mismo DAS) Desarrollado por el mismo equipo Desarrollado e Integrado en lugares diferentes Paquetes de SW MCS - Mechanism Control System (High Level) DAS - Data Acquisition System (High Level) Instrument Layer FRIDA GUI Inspector Panels Sequencer & FRIDA Observing Modes Instituto de Astrofísica de Canarias 16

17 Estado Actual de FRIDA El diseño optomecánico de la IFU de FRIDA está completamente modelado y sus capacidades verificadas Se han probado nuevos recubrimientos y materiales para evitar problemas con luz difusa Slicer Field Mirror Block Pupil Mirror Blocks 16/11/11 Instituto de Astrofísica de Canarias 17

18 Estado Actual de FRIDA Se han diseñado 2 criostatos de prueba (COLIBRI y FCTF) para realizar las pruebas de 4 prototipos de los mecanismos Los resultados han sido transferidos al diseño detallado de éstos Colibrí Collimator Focal Plane Wheel FCTF Focus Mechanism (UF) Gratings Carousel Instituto de Astrofísica de Canarias 18

19 Estado Actual de FRIDA El diseño de los subsistemas ha sido optimizado Se ha realizado análisis estructural, térmico y modal TODOS los componentes han sido definidos. Instituto de Astrofísica de Canarias 19

20 Estado Actual de FRIDA FRIDA fue aprobado en 2005 y ha cumplido con las revisiones estipuladas El diseño óptico fue revisado en 2006 La revisión de diseño preliminar se llevó a cabo en 2008 La revisión de diseño crítico tuvo lugar en 2011 Aproximadamente 50% del instrumento estará completamente fabricado hacia finales de El inicio del ensamble de subsistemas está programado para el primer trimestre de 2014 La comisión en GTC está programada para La cantidad de recursos humanos y financieros que se han invertido en FRIDA a la fecha es cuantiosa. Cerca del 60% del presupuesto de GTC para la fabricación de FRIDA ha sido ya trasladado al proyecto. Instituto de Astrofísica de Canarias 20

21 Gracias a los asistentes por su paciencia Un agradecimiento al equipo de FRIDA y en especial a Beatriz Sánchez y Heydi Moreno por su ayuda para realizar esta presentación. Instituto de Astrofísica de Canarias 21