phi: polarimetric and helioseismic...

PHI: Polarimetric and PHI: Polarimetric and HelioseismicHelioseismic ImagerImager

Jornada de revisión de Cosmic VisionCDTI

Madrid, 15 Diciembre de 2009

Laboratorio de InstrumentaciLaboratorio de Instrumentacióón Espacial, LINESn Espacial, LINES

Instituto Nacional de TInstituto Nacional de Téécnica Aeroespacialcnica Aeroespacial

Dr. Alberto AlvarezDr. Alberto Alvarez--HerreroHerrero

CDTIMadrid, 15 de Diciembre de 2009

Alberto Alvarez HerreroAlberto Alvarez HerreroInstituto Nacional de TInstituto Nacional de T éécnica Aeroespacialcnica Aeroespacial 2

Indice

1. Descripción PHI2. Consorcio internacional3. Participación española en PHI4. Plan de desarrollo5. Conclusiones



Descripción de PHI

λ1

S�

λ2

S�

λ3

S�

λ4

S�

λ6

S�

λλλλ (~1Å)

∆λ∆λ∆λ∆λ<0.100 Å

tmax<<30s

Para cada pixel

Bur

• Polarímetro de alta sensibilidad (<10-3)

• Espectrómetro de alta resolución (~100mÅ)

• Formador de imagen limitado por difracción(150km en la superficie solar)

PHI es un magnetógrafo solar

Utilizando los efectos Doppler y Zeeman es posible extraer las

velocidades en los flujos y los campos magnéticos solares

λ5

S�



Descripción de PHI

De las imágenes espectropolarimétricas se puede obtener un mapa de:– Temperatura– Densidad– Velocidad– Campos magnéticos

Dinámica solar



Experiencia previa: IMaX para la misión SUNRISE

El primer vuelo de SUNRISE tuvo lugar el 8 de Junio de 2009. Uno de los dos instrumentos postocales es IMaX, un magnetógrafo solar desarrollado por el núcleo del consorcio español que desarrolla PHI. A su vez SUNRISE fue liderado por el MPS de la misma forma que PHI.

PHI hereda de IMaX la utilización de nuevas tecnologías como los etalones de LiNbO3

y Liquid Crystal Variable Retarders (LCVRs)

El trabajo realizado en IMaX-SUNRISE es fundamental para el desarrollo de PHI y concretamente para el posicionamiento del consorcio español.

Vuelo del globo estratosférico SUNRISE en el Artico dentro del programa LDB NASA

La operación y los resultados de IMaX han sido un éx itoEl concepto PHI es análogo a IMaX



I (S0)

Experiencia previa: IMaX para la misión SUNRISEStokes V (S 3)

-sqrt(Q 2+U2)

30 minutos

Sin reconstrucción con Phase Diversity

Calidad y tiempo de observaciónnunca alcanzada hasta ahora

Q (S1), U(S2)



Descripción de PHI

FeI 6173 Å

HRT: FOV de 16.8 arcmin cuadrados y con una resolición espacial que en el perihelio será entorno a 150 km en la superficie solar.

FDT: FOV de 2.6°cuadrados y un tamaño de pixel de 730 km ( a 0.22 AU). Obtendrá una imagen completa del disco solar durante todas las fases



Descripción de PHI

El instrumento PHI consiste en 10 subsistemas funcional es:

• Entrance (heat rejection) Windows (HRT&FDT)• HRT (High Resolution Telescope)• FDT (Full Disk Telescope) • OPM (Off-pointing mechanism)• ISS (Image Stabilization System)• PMP (Polarization Modulation Package, 2 units)• Feed Select Mechanism • FG (FilterGraph)• FPA (Focal Plane Assembly) incluido. el detector y el mecanismo de reenfoque• E-Box (Electronics Box) incluida la DPU (Digital Pro cessing Unit)



• High Resolution Telescope (HRT)– 140mm de apertura– 2475mm de focal– Diseño sin obstrucción– Sistema de dos espejos descentrados

• Full Disk Telescope (FDT)– 17mm de apertura– 270mm de focal– Diseño refractivo– Sistema descentrado

Diseño óptico



Diseño mecánico



Diseño de la electrónica



Consorcio internacional

España

Alemania

Francia

Suecia



Consorcio internacional



Participación española

Alemania49%

España41%

Francia8%Suecia

1%

Noruega1%



Plan de desarrollo

• Desarrollos tecnológicos Solar Orbiter:– Caracterización del detector

– Heat Rejection Entrance Window– Sun sensors– Liquid Crystal Variable Retarders

• Instrument reviews (fechas de finalización para todos l os instrumentos)– IDSR Feb.2010 (prácticamente completado en otoño de 2009 )– IPDR Jan.2012– ICDR Jan 2013– IQR Feb.2014– IFAR Dec.2014

• Entregas de modelos del instrumento– STM Jul.2013– EQM Jan.2014– PFM Jan.2015



Validation of LCVRs for the Solar Orbiter PMP

•Kick-off: 23 de marzo 2009

•Progress Meeting 1: 24 de junio 2009

•Phase 1 Review: 28 de octubre 2009

•Phase 2: En progreso

Contrato ESA No.22334/09/NL/SFe“Validation of Liquid Crystal Variable Retarders

for the Solar Orbiter Polarisation Modulation Package”liderado por INTA

V i s u a l D i s p l a y



Conclusiones

• PHI es un instrumento seleccionado por ESA para la carga útil de Solar Orbiter tras un AO (resolución 20 marzo 2009).

• El Plan Nacional ha financiado el desarrollo para 2010-20 11 (“Diseño preliminar de SO/PHI. Explotación científica de SUNRISE” AYA2009-14105-C06, proyecto coordinado por el INTA)

• El consorcio español tiene una destacada participación y visibilidad (Co-IP). El trabajo realizado en IMaX ha sido fundamental para obtener esta posición.

• El liderazgo científico y tecnológico español son funda mentales en PHI: herencia del concepto de IMaX, LCVRs, inversor RTE, experiencia con etalones LiNbO3.

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