広視野・惑星カメラ

広視野惑星カメラによる木星の観測、1991年
メシエ100(NGC 4321)のWFPC画像

視野惑星カメラWFPC、発音は「ウィフピック」)は、 1990年4月に打ち上げられたハッブル宇宙望遠鏡に搭載され、1993年12月まで運用されたカメラです。打ち上げ当初はハッブル宇宙望遠鏡に搭載されていた機器の一つでしたが、主鏡光学系の欠陥により望遠鏡の性能が著しく低下しました。しかし、WFPCは比較的明るい天体の非常に貴重な高解像度画像を作成し、収差のある状態にもかかわらず、ハッブル宇宙望遠鏡による多くの発見を可能にしました。

WFPCは、カリフォルニア工科大学の惑星科学教授であるジェームズ・A・ウェストファルによって提案され、 JPLによって設計、構築、管理されました。1976年に提案された当時、天体撮影にCCDが使用されることはほとんどありませんでしたが、1976年12月には、撮影用CCDを搭載した最初のKH-11ケネン偵察衛星が打ち上げられました。[ 1 ]その高い感度は非常に有望であり、多くの天文学者がハッブル宇宙望遠鏡の観測機器としてCCDを検討すべきだと強く主張しました。

この最初のWFPCは、連続した視野をカバーするように配置された4つの800×800ピクセルのテキサス・インスツルメンツ製CCDを備えた2台の独立したカメラで構成されていました。広視野カメラは1ピクセルあたり0.1秒角の解像度を持ち、角度分解能を犠牲にして微弱な天体のパノラマ観測を目的としていました。惑星カメラは1ピクセルあたり0.043秒角の解像度を持ち、高解像度の観測を目的としていました。2台のカメラの選択は、45度回転する4面ピラミッドによって行われました。[ 2 ]

1993年12月のSTS-61ミッション(修理サービスミッション)の一環として、WFPCは交換バージョンに交換されました。広視野惑星カメラ2は前任機を改良したもので、主鏡の欠陥を克服するために必要な補正光学系が組み込まれています。混乱を避けるため、WFPCは現在、一般的にWFPC1と呼ばれています。

地球への帰還後、WFPCは分解され、その一部は広視野カメラ3に使用された。[ 3 ]広視野カメラ3は、 2009年5月14日にサービスミッション4の一環としてハッブル宇宙望遠鏡に設置され、WFPC2に取って代わった。

仕様

1993年、宇宙飛行士は宇宙での作業をシミュレートするために、地球上の水槽でWFPCの交換を練習している。使用されているモデルは、WFPCの実物大の訓練バージョンである。

この装置には、広視野カメラと惑星カメラという2つの異なるカメラが搭載されていました。[ 4 ]広視野カメラは惑星カメラに比べて視野が広かったです。[ 4 ]どちらのカメラも光の波長検出範囲は115~1000 nmでした。[ 4 ]

広角カメラ

この装置は2.6 x 2.6分角の視野とf値12.9を有し、49枚のフィルターを搭載しています。[ 5 ]

広角カメラフィルターセット[ 5 ]
名前 ナノメートル
最大 ピーク
F194W 162.97 281.37 208.81
F230W 197.46 291.22 235.82
F284W 224.83 353.33 285.24
F336W 290.76 381.94 336.96
F368M 345.69 404.00 371.66
F375N 365.18 388.30 376.27
F157W 124.26 1024.19 294.68
F413M 387.07 440.16 412.76
F437N 433.12 439.58 436.67
F439W 392.84 479.18 435.36
F469N 464.69 472.53 468.71
F487N 482.35 491.12 486.99
F492M 457.64 527.34 490.63
F502N 497.38 506.10 501.85
G450 318.83 673.03 488.17
F517N 506.25 528.86 516.99
F122M 115.02 1058.32 441.22
F547M 504.75 589.22 545.23
G200 159.99 1049.96 482.07
F555W 444.24 712.01 540.00
F569W 482.20 705.66 558.06
F588N 581.08 594.40 587.98
F606W 452.50 737.56 580.36
F622W 532.31 751.58 611.44
F631N 625.44 635.04 630.62
F648M 609.05 690.78 646.34
F656N 652.73 658.47 655.83
F658N 654.54 660.20 657.71
F664N 647.01 680.26 664.01
F673N 662.51 680.21 672.26
F675W 592.30 772.69 666.27
F8ND 199.34 1068.46 567.85
ポール0 199.34 1068.46 567.85
POL120 199.34 1068.46 567.85
POL60 199.34 1068.46 567.85
F128LP 200.30 1068.57 570.52
F702W 583.31 895.14 683.13
F718M 662.88 786.74 714.82
G800 555.11 1068.06 721.27
F791W 681.68 937.55 784.38
F814W 683.90 1013.82 803.42
F875M 821.62 944.75 875.49
F889N 881.31 896.43 888.92
F725LP 698.61 1078.80 838.40
F785LP 755.99 1083.60 887.16
F850LP 822.09 1084.32 928.94
F1083N 1071.00 1092.88 1082.98
F1042M 961.00 1094.67 1026.28

惑星カメラ

この装置は66×66秒角の視野とf値(最小ピクセルスケールは0.043秒角(度))を持ち、49枚のフィルターを搭載しています。[ 6 ]

惑星カメラフィルターセット[ 6 ]
名前 ナノメートル
最大 ピーク
G200M2 114.6 197.5 155.5
F194W 162.8 284.6 207.8
F230W 194.8 295.0 236.2
F284W 228.2 363.7 289.2
F336W 291.3 382.2 339.0
F368M 345.8 404.0 371.8
F375N 365.2 388.3 376.3
F413M 387.1 440.3 413.0
F437N 433.1 439.6 436.7
F439W 393.1 479.3 436.8
F469N 464.7 472.5 468.7
F487N 482.4 491.1 487.0
F492M 457.8 527.4 491.0
F502N 497.4 506.1 501.9
G450 321.6 673.2 494.1
F517N 506.3 528.9 517.0
F157W 125.1 1047.7 377.8
F547M 504.8 589.2 545.2
F555W 444.5 713.4 541.1
F569W 482.3 706.0 558.3
F588N 581.1 594.4 588.0
G200 181.7 1054.8 514.4
F606W 452.9 737.9 581.6
F622W 532.3 752.4 611.9
F122M 117.6 1069.1 504.8
F631N 625.5 635.0 630.6
F648M 609.1 690.9 646.5
F656N 652.7 658.5 655.8
F658N 654.5 660.2 657.7
F664N 647.0 680.3 664.0
F673N 662.5 680.2 672.3
F675W 592.4 773.0 666.9
F702W 583.3 897.0 684.2
F718M 662.9 786.9 715.0
F8ND 213.2 1078.9 589.4
ポール0 213.2 1078.9 589.4
POL120 213.2 1078.9 589.4
POL60 213.2 1078.9 589.4
F128LP 214.5 1079.2 591.8
G800 555.2 1077.0 725.9
F791W 681.7 938.8 785.0
F814W 684.0 1015.6 805.2
F875M 821.8 945.0 876.0
F889N 881.3 896.4 888.9
F725LP 698.7 1088.5 842.3
F785LP 756.1 1090.9 890.9
F850LP 822.4 1091.0 931.9
F1083N 1071.0 1092.9 1083.0
F1042M 962.3 1095.7 1028.9

ファーストライト画像

これは1990年5月にハッブル宇宙望遠鏡の広視野惑星カメラで撮影された初観測画像です。この画像は散開星団NGC 3532の恒星HD96755の近くです。[ 7 ]この画像は11秒角×14秒角の範囲を捉えています。[ 7 ]

交換

この装置に不具合は確認されていませんでしたが、ハッブル宇宙望遠鏡の鏡面収差が性能を著しく制限していました。WFPCは、独自の補正光学系を搭載した広視野惑星カメラ2に置き換えられました。WFPC2は2009年に広視野カメラ3に置き換えられました。地球に帰還後、WFPCは分解され、部品が回収されてWFC3が作られました。

1993年のSTS-61で宇宙空間にある広視野惑星カメラ2と交換される際の広視野惑星カメラ
左は1993年11月のM100のWFPC未補正画像、右は光学系を補正した交換機器による画像

参照

参考文献

  1. ^ 「NROレビューおよび編集ガイド」(PDF)(2006年版)。国家偵察局
  2. ^宇宙望遠鏡観測所(技術報告書)NASA. 1982年. CP-2244.、28 ページ。40 MB の PDF ファイル。
  3. ^ 「WFC3 - Wide Field Camera 3」 ESA 2009年5月12日閲覧
  4. ^ a b c「ハッブルの観測機器:WFPC1 - 広視野惑星カメラ1。www.spacetelescope.org
  5. ^ a b「SVOフィルタプロファイルサービス」 . svo2.cab.inta-csic.es . 2026年1月25日閲覧。
  6. ^ a b「SVOフィルタプロファイルサービス」 . svo2.cab.inta-csic.es . 2026年1月25日閲覧。
  7. ^ a b 「 HubbleSite : 画像 - ハッブルの広視野惑星カメラで撮影された最初の画像」。hubblesite.org