¿Que magnitud alcanza el hubble?

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jordillo
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¿Que magnitud alcanza el hubble?

Mensajepor jordillo » 12 Dic 2005, 02:43

y no solo eso, me gustara saber su distancia focal, el aumento maximo, como cambian de objetivos o solo usa uno, etc, o sea detalles intimos de ese peazo telescopio que de momento goza del mejor cielo del mundo....
gracias

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juanjaen
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Mensajepor juanjaen » 12 Dic 2005, 09:38

La Wikipedia sale en nuestra ayuda :-)

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Descripción técnica

La unidad tiene un peso en torno a 11.000 kilos, es de forma cilíndrica y tiene una longitud de 13,2 m y un diámetro máximo de 4,2 metros. El coste del telescopio ascendió (en 1990) a 2000 millones de dólares US. Inicialmente un fallo en el pulido del espejo primario del telescopio produjo imágenes ligeramente desenfocadas debido a aberraciones esféricas. Aunque este fallo fue considerado en su día como una importante negligencia por parte del proyecto la primera misión de servicio al telescopio espacial pudo instalar un sistema de corrección óptica capaz de corregir el defecto del espejo primario alcanzándose las especificaciones de resolución inicialmente previstas.

El telescopio es un reflector de dos espejos, teniendo el principal 2,4 metros de diámetro. Para la exploración del cielo incorpora varios espectrómetros y tres cámaras, una de campo estrecho para fotografiar zonas pequeñas del espacio (de brillo débil por su lejanía), otra de campo ancho para obtener imágenes de planetas y una tercera infrarroja.

Para la generación de electricidad se emplean dos paneles solares que alimentan las cámaras, los cuatro motores empleados para orientar y estabilizar el telescopio y el equipos de refrigeración de la cámara infrarroja y el espectrómetro que trabajan a -180 ºC.

Desde su lanzamiento, el telescopio ha recibido varias visitas de los astronautas para corregir diversos errores de funcionamiento e instalar equipo adicional. Debido al rozamiento con la atmósfera (muy tenue a esa altura), el telescopio va perdiendo velocidad muy lentamente,y a la vez ganando peso como consecuencia de la atracción de la tierra, de modo que cada vez que es visitado, el transbordador espacial ha de empujarlo a una órbita ligeramente más alta. De esta manera, se consigue mantener la órbita, que había sido alterada por los efectos físicos antes mencionados,rozamiento y atracción terrestre.

La próxima misión de mantenimiento, la quinta, prevista para 2006 se canceló. Con ella, estaba previsto que el Hubble alcanzara el final de su vida útil en 2010, 5 años más tarde de lo previsto. El fin del Hubble, por tanto, es incierto, ya que depende de la vida de los giróscopos, baterías y el frenado atmosférico. La NASA prevé lanzar en 2012 un telescopio de nueva generación para sustituirlo.
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Cifras

* La cámara más sofisticada del telescopio espacial Hubble ha creado una imagen mosaico de un gran pedazo del cielo, que incluye al menos 10.000 galaxias.
* Con el telescopio Espacial Hubble se han observado aproximadamente un millón de objectos, más que estrellas pueden verse a simple vista.
* Las observaciones del Hubble, incluyendo unas 500.000 fotos, ocupan 1420 discos ópticos de 6,66 GB (8,34 terabytes).
* El Hubble tiene un índice con la posición detallada de 15 millones de estrellas que le permite apuntar con precisión a sus objetivos.
* Astrónomos de más de 45 países han publicado los descubrimientos hechos con el Hubble en 4.800 artículos científicos.
* El Hubble ha dado la vuelta a la Tierra cada 90 minutos, viajando casi 3.000 millones de Km, una distancia superior a la supondría hacer un viaje de ida a Neptuno.


http://es.wikipedia.org/wiki/Telescopio_Espacial_Hubble


La información sobre los instrumentos se puede encontrar en wikipedia.org

http://en.wikipedia.org/wiki/Hubble_Space_Telescope
COSTAR

The system designed to correct the spherical aberration for light focussed at the FOC, FOS and GHRS was called the "Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement" (COSTAR) and consisted essentially of two mirrors in the light path, one of which would be figured to correct the aberration [9]. To fit the COSTAR system onto the telescope, one of the other instruments had to be removed, and astronomers selected the High Speed Photometer to be sacrificed.

During the first three years of the Hubble mission, before the optical corrections could be fitted, the telescope still carried out a large number of observations. Spectroscopic observations in particular were not too badly affected by the aberration, but many imaging projects were cancelled as the space telescope no longer gave decisive advantages over ground-based observations. Despite the setbacks, the first three years saw numerous scientific advances as astronomers worked to optimise the results obtained using sophisticated image processing techniques.
Servicing missions and new instruments
Astronauts work on Hubble during the first servicing mission.
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Astronauts work on Hubble during the first servicing mission.
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Servicing mission 1

The telescope had always been designed so that it could be regularly serviced, but after the problems with the mirror came to light, the first servicing mission assumed a much greater importance, as the astronauts would have to carry out extensive work on the telescope to install the corrective optics. The seven astronauts selected for the mission were trained intensively in the use of the hundred or so specialised tools which would need to be used. The mission (STS-61) took place in December 1993, and involved installation of several instruments and other equipment over a total of 10 days.

Most importantly, the High Speed Photometer was replaced with the COSTAR corrective optics package, and WFPC was replaced with the Wide Field and Planetary Camera 2 (WFPC2), with its internal optical correction system. In addition, the solar arrays and their drive electronics were replaced, as well as four of the gyroscopes used in the telescope pointing system, two electrical control units and other electrical components, and two magnetometers. The onboard computers were upgraded, and finally, the telescope's orbit was boosted, having been slowly decaying for three years due to drag in the tenuous upper atmosphere.
Improvement in Hubble images after the first service mission.
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Improvement in Hubble images after the first service mission.

On January 13, 1994, NASA declared the mission a complete success and showed the first of many much sharper images [10]. The mission had been one of the most complex ever undertaken, involving five lengthy periods of extravehicular activity, and its resounding success was an enormous boon for NASA, as well as for the astronomers who now had a fully capable space telescope.
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Subsequent servicing missions

Subsequent servicing missions were less dramatic, but each gave the space telescope new capabilities. Servicing Mission 2 (STS-82) in February 1997 replaced the GHRS and the FOS with the Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) and the Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer (NICMOS), replaced an Engineering and Science Tape Recorder with a new Solid State Recorder, repaired thermal insulation and again boosted Hubble's orbit. NICMOS contained a heat sink of solid nitrogen to reduce the thermal noise from the instrument, but shortly after it was installed, an unexpected thermal expansion resulted in part of the heat sink coming into contact with an optical baffle. This led to an increased warming rate for the instrument and reduced its original expected lifetime of 4.5 years to about 2 years.

Servicing Mission 3A (STS-103) took place in December 1999, replaced all six gyroscopes (one had failed and rendered the telescope unusable just weeks before the mission), replaced a Fine Guidance Sensor and the computer, installed a Voltage/temperature Improvement Kit (VIK) to prevent battery overcharging, and replaced thermal insulation blankets. The new computer was based on a space-qualified Intel 486 and permits some computing tasks that were previously performed by computers on the ground to be handled on board the spacecraft.

Servicing Mission 3B (STS-109) in March 2002 saw the installation of a new instrument, with the FOC being replaced with the Advanced Camera for Surveys (ACS), and also saw the revival of NICMOS, which had run out of coolant in 1999. A new cooling system was installed which reduced the instrument's temperature enough for it to be usable again, although it was not as cold as its original design called for.

The mission replaced the solar arrays for a third time, with the new arrays being smaller but generating more power. The new arrays were derived from those built for the Iridium comsat system and were only two-thirds the size of the old arrays, resulting in less drag against the tenuous reaches of the upper atmosphere, while providing 30% more power. The additional power allowed all instruments on board the Hubble to be run simultaneously, and reduced a vibration problem that occurred when the old, less rigid arrays entered and left direct sunlight. Hubble's Power Distribution Unit was also replaced in order to correct a problem with sticky relays, a procedure that required the complete electrical power down of the spacecraft for the first time since it was launched.

The completion of this servicing mission considerably enhanced Hubble's capabilities. The two instruments primarily affected by the mission, ACS and NICMOS, together imaged the Hubble Ultra Deep Field in 2003 to 2004.


Texto bajo GNU Free Documentation License http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html


En la siguiente página tienes mucha información más

http://hubble.nasa.gov/index.php


solar arrays (2)


40-foot (12-meter) panels that convert sunlight into 2400 watts of electricity in order to power the telescope.

communications antennae (2)


Transmit Hubble's information to communications satellites called the Tracking & Data Relay Satellite System (TDRSS) for relay to ground controllers at the Space Telescope Operations Control Center (STOCC) in Greenbelt, Maryland.

computer support systems modules


Contains devices and systems needed to operate the Hubble Telescope. Serves as the master control system for communications, navigation, power management, etc.

electronic boxes


Houses much of the electronics including computer equipment and rechargeable batteries.

aperture door


Protects Hubble's optics in the same way a camera's lens cap shields the lens. It closes when Hubble is not in operation to prevent bright light from hitting the mirrors and instruments.

light shield


Light passes through this shaft before entering the optics system. It blocks surrounding light from entering Hubble.

pointing control system


This system aligns the spacecraft to point to and remain locked on any target. Click for more...


Imagen

Sensors

Hubble employs a variety of sensors to detect its own orientation and position. All work in tandem to send the correct information to the actuators to adjust Hubble's position on command.

Fine Guidance Sensor (3)


These sensors are locked onto two guide stars to keep Hubble in the same relative position of these stars.

Coarse Sun Sensors (2)


Measure Hubble's orientation to the sun. Also assist in deciding when to open and close the aperture door.

Magnetic Sensing System


Measure Hubble position relative to Earth's magnetic field.

Rate Sensor Unit


Two rate sensing gyroscopes measure the attitude rate motion about its sensitive axis.

Fixed Head Startrackers (3)


An electro-optical detector that locates and tracks a specific star within its field of view.


Actuators

Receiving information from the sensors, the actuators physically adjust Hubble's position and orientation so that Hubble can view the required celestial bodies.

Reaction Wheel Actuators (4)


The reaction wheels work by rotating a large flywheel up to 3000 rpm or braking it to exchange momentum with the spacecraft which will make Hubble turn.

Magnetic Torquers (4)


The torquers are used primarily to manage reaction wheel speed. Reacting against Earth's magnetic field, the torquers reduce the reaction wheel speed, thus managing angular momentum.


cientific Instruments

Hubble's scientific instruments work either together or individually to bring us stunning images from the farthest reaches of space. Presently, Hubble can accommodate five scientific instruments and three fine quidance sensors. (More on instruments...)

axial bays (4)


Four instruments are aligned with the main optical axis and are mounted just behind the primary mirror. As of the year of 2000 they consists of:

ACS (Advanced Camera for Surveys): the newest camera (2002) with a wider field of view, and better llight sensitivity. It effectively increases Hubble's discovery power by 10x.

NICMOS (Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer): Infrared instrument that is able to see through interstellar gas and dust.

STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph): separates light into component wavelengths, much like a prism.

COSTAR: contains corrective optics for spherical aberration in the primary mirror.

radial bay (1)


Presently, Wide Field/Planetary Camera 2 (WFPC2) is housed here. Taking images that most resemble human visual information, WFPC2 is responsible for taking nearly all of Hubble's famous pictures.

fine guidance sensors (3)


The sensors lock onto guide stars and measure relative positions, providing data to the spacecraft's targeting system and gathering knowledge on the distance and motions of stars.



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Última edición por juanjaen el 12 Dic 2005, 12:29, editado 1 vez en total.

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Mensajepor juanjaen » 12 Dic 2005, 09:54

Se me olvidaba responder a tu primera pregunta, la máxima magnitud es mag. 31

The space telescope can detect objects as faint as 31st magnitude, which is slightly better than the sensitivity of much larger earth-based telescopes. (The human eye can see celestial objects as dim as sixth magnitude.) Because generally the fainter an object is the farther away it is, Hubble has been used to probe the limits of the visible universe and uncover never-before-seen objects near the horizon of the cosmos. Because it is outside our atmosphere, the telescope can view astronomical objects across a broad swath of the electromagnetic spectrum, from ultraviolet light, to visible, to near-infrared wavelengths. The telescope can also see faint objects near bright objects. This is an important requirement for studying the environments around stars and the glowing nuclei of active galaxies.

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Mensajepor deeper_space » 12 Dic 2005, 16:29

A parte del excelente y laborioso trabajo de búsqueda de juanjaen, quisiera añadir algo. Y es que en el caso del Hubble, tan o más importante es hasta qué magnitud es capaz de "ver" este telescopio, sino qué poder de resolución tiene. Al estar despojado de los problemas de difracción de nuestra atmósfera, el HST tiene una resolución superior a 0.1 segundos de arco.

Puedes informarte mejor acerca de los poderes resolutivos de los telescopios en una pregunta que realizé recientemente en los foros:
http://www.asociacionhubble.org/modules.php?name=Forums&file=viewtopic&t=2529&start=18

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Mensajepor deivid » 12 Dic 2005, 18:46

juanjaen escribió:El telescopio es un reflector de dos espejos, teniendo el principal 2,4 metros de diámetro


¿¿Y quién sube a colimarlo?? Porque me podia echar una mano con mi 200/1000 (estoy leyendo los anteriores post sobre colimación porque ya da pena mirar por el pobre bicho...)
Supongo que al estar en el espacio no hay tanto problema. Los espejos no deben sufrir apenas movimiento.

Saludos!
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Mensajepor cometas » 12 Dic 2005, 20:12

Me extraña que no citen el tiempo que se tarda en llegar a esa magnitud , puesto que con la linealidad de las ccd no existe un limite exacto , sino que este depende en gran medida del tiempo de integracion . si bien es cierto que al final para ganar un poco mas de magnitud la curva es una asindota que tiende a requerir un tiempo infinito.

Se que en alguna ocasion el hubble ha llegado a integrar durante casi una semana.


Particularmente con un 30cm y unas 3-4 horas yo llego a la mag 22
Pero el Hubble recolecta 64 veces mas luz que mi telescopio(sin contar con la atenuacion de la atmosfera)
Mag 31 se me antoja poco como mag limite

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Mensajepor deivid » 12 Dic 2005, 21:07

Buenas de nuevo!

cometas escribió:Particularmente con un 30cm y unas 3-4 horas yo llego a la mag 22
Pero el Hubble recolecta 64 veces mas luz que mi telescopio(sin contar con la atenuacion de la atmosfera)
Mag 31 se me antoja poco como mag limite


Ya me corregireis si me equivoco. La escala de magnitudes es logaritmica, no?. ¿Alguien sabría decir que direfencia de brillo real hay entre una estrella de mag 22 y otra de 31? La respuesta = 9 no me vale...
Si no me explico bien ya lo hare más tarde, que ahora me voy a currar (maldito turno nocturno!!)

Saludos
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Mensajepor cometas » 12 Dic 2005, 21:15

He hecho 4 numeros por pura distraccion

Como dije el hubble tiene una superficie recolectora 64veces mayor lo que implica 4,5 magnitudes mas ,

Por culpa de la contaminacion luminica pierdo unas 2 magnitudes (segun un programa que uso)respecto a un cielo perfertamente oscuro

Por culpa de la atmosfera + la diferencia de resolucion pongamos 1,5 mag

Por usar una CCD mejor pongamos unas 0.2 mag
mi CCD ronda un 67% de eficiencia y la del HUbble no lo se , pero las mejores rondan el 90%

Total mag 22 con mi cacharro en 4 horas + 4.5 + 2 +1.5 +0.2= 30.2 mag


Ojo estos calculos son solo aproximados e incluso los 1,5 mag de la atmosfera bastante a bulto ,, pero me ha parecido una manera divertida de encarar el asunto.

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Mensajepor Adariel » 17 Dic 2005, 17:59

Hola,

que hace mucho que no subía un post y me hace ilusión :roll:

Para deivid. Los espejos de las cámaras llevan actuadores piezoeléctricos para la colimación y el enfoque, que generalmente solo necesitan ser ajustados una vez, cuando se empieza a usar el instrumento en cuestión, aunque creo recordar que recientemente han tenido algunos problemas en ese sentido por las contracciones y dilataciones térmicas del paso noche-día durante la órbita.

En cuanto a las magnitudes, la escala está definida de manera que 5 magnitudes corresponden a un factor 100 en brillo. Por lo tanto, cada magnitud es un salto de 2.512 veces en brillo. Así pues, si calculamos
2.512^9 = 3982
o lo que es lo mismo, un objeto de magnitud 22 es casi 4000 veces más brillante que un objeto de mag 31.
De forma más habitual se calcula el brillo a partir de la expresión
10^(0.4xmag)
donde ^ significa "elevado a", que viene a ser lo mismo, salvo redondeos :)

Para cometas. Puestos a calcular magnitudes límite, el caso del HST es un tanto peculiar, pues mientras que las observaciones en tierra están limitados por el brillo de fondo del cielo (las famosas 22 mag/arcsec^2 de los lugares buenos), el HST está limitado por fondo en las zonas afectadas por la luz zodiacal, que tiene un gradiente muy gracioso de brillo, y que para el que le interese, los valores promedios de luz zodiacal que se usan para corregir las observaciones del HST son los que se obtuvieron desde el Observatorio del Teide en los años 60. Fuera de ahí está limitado por ruido, pero fundamentalmente por dos factores:
1- en las regiones no polares, el límite en el tiempo de exposición viene impuesto por la duración de la órbita
2- en las regiones polares, como los HDF (Hubble Deep Field), en principio no hay límite de exposición, salvo que tengas un objeto brillante cerca que te sature, pero en la práctica estás limitado por el inmenso volumen de rayos cósmicos que te j.den la imagen, volviendo a exposiciones individuales del orden de la hora, poco más o menos.

Ahora pasemos a la óptica. El HST usa aluminio para primario y secundario, con una reflectividad del 89% por espejo, pero luego tanto la WFPC2 como la ACS llevan múltiples espejos para cambiar la focal y hacer más accesible la imagen. En la WFPC2 los espejos eran también de aluminio (89% al 96% por espejo, según sea aluminio normal o aluminio con recubrimiento de SiO2-TiO2), pero la ACS usa recubrimientos dieléctricos para los espejos secundarios, con más del 99% de reflectividad por espejo (similar a lo que se usa en los diagonales buenos). Las CCDs de la WFPC2 son de principios de los 90, y por tanto tienen una eficiencia cuántica del 40-50%, por lo que tu CCD va mejor. Las de la ACS son las soberbias SiTE "adelgazadas y retroiluminadas" de 2048x4096 con una eficiencia cuántica del 90 al 93% (según longitud de onda), que por cierto las mismas se van a usar en el GTC. Por tanto, la eficiencia neta de la WFPC2 era del orden del 30% global, únicamente captaba 1/3 de los fotones que recogía el HST, mientras que la ACS tiene una eficiencia global por encima del 70%, aunque el plan es usar esa mejora en la eficiencia en reducir el tiempo de observación, no en incrementar la magnitud límite (que entre que la eficiencia es mayor y el ruido de lectura de las SiTE muy inferior, manteniendo los tiempos de exposición de la WFPC2 se podría llegar a magnitud 32-33 con la ACS).

BTW, aunque la magnitud límite oficial del HST es la 31, este valor nunca se da de una forma precisa (al igual que las magnitudes límite de todos los telescopios), ya que es la magnitud correspondiente a un valor señal-ruido determinado, que va de una S/N 10 para los más puristas y puntillosos a una S/N 3 para los del ESO y similares, y por lo tanto la precisión en la estimación de la magnitud, que depende de la S/N del objeto, es igualmente muy baja (1/5 de magnitud en el caso de una S/N de 10, pero hay que tener los huevos mu grandes para asegurar eso, y del orden de media magnitud para una S/N de 3, pero vamos, raro es el que se moje con valores precisos para el error con S/N tan bajas, esto mío es a título ilustrativo, los errores reales pueden ser mayores :wink: ).

Bye

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Mensajepor cometas » 17 Dic 2005, 19:16

muchas gracias Adariel por tu POST

Siempre intento acumular suficiente luz para llegar a una relacion señal ruido de 6 como minimo.

Un detalle que a veces confunde

Mi cielo es bastante malo ronda la mag 18 por segundo de arco al cuadrado , pero eso no significa que ese sea la maxima magnitud alcanzable , en realidad lo que limita es la raiz cuadrada de ese valor , es decir , el ruido que aporta el brillo del cielo.

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