Veloce 中阶梯光栅光谱仪采用闭容压力控制

詹姆斯·吉尔伯特博士

James Gilbert 博士是澳大利亚国立大学开发速度阶梯光谱仪的技术负责人,该光谱仪现已安装在澳大利亚新南威尔士州赛丁斯普林天文台的3.9 米英澳望远镜上。Veloce 集成了高度定制的 Alicat闭容式压力控制器,可对仪器内部的空气进行稳定、精确的压力控制。本文由我们的澳大利亚经销商Duff & Macintosh Pty Ltd提供。

赛丁斯普林天文台 AAT 圆顶

 

澳大利亚新南威尔士州赛丁斯普林天文台的 AAT 穹顶 – Angel Lopez-Sanchez (AAO-MQU)

詹姆斯·吉尔伯特博士:

Veloce 的主要目的是探测由于一颗或多颗绕轨道运行的行星的引力而“摆动”的恒星。Veloce 基于一种称为精密径向速度光谱的技术 – 我们测量星光的光谱内容并寻找由恒星周期性运动引起的微小色移(多普勒频移)。

控制仪器的测量误差绝对至关重要,因为我们要寻找的信号是如此之小。我们正在寻找图像探测器上 1/1500 像素的变化,这是探测器表面上大约 10 纳米的物理距离。这对应于大约 1 m/s 的径向速度测量,这意味着我们可以测量恒星运动的速度,甚至可以降低步行速度。这足以探测与地球不太相似的行星,这些行星可能位于主恒星所谓的“宜居带”。

Veloce 中阶梯光栅光谱仪的内部,其中精确的压力控制至关重要。

 

Veloce 中阶梯光栅光谱仪内部 – James Gilbert(澳大利亚国立大学)

如果仪器中的气压发生变化,那么光学器件表面的折射率就会发生变化,我们的信号就会完全被淹没。我们决定通过始终保持固定的正压来保护仪器免受大气压力变化的影响。我们需要 5 毫巴的稳定性,目标是 1 毫巴,且体积为 1800 升且存在严重泄漏。我们联系 Alicat 是因为我们需要工业级可靠性和科学级性能。Alicat 迎接挑战并修改了他们的一款标准产品,为我们的要求提供了一种经济实惠的解决方案。该仪器已经运行了几个月,其内部压力并未超过我们设定值的 0.3 mbar,这非常棒。

Veloce 现已全面投入使用,并已观测到其第一个行星系统。最初,我们正在研究美国宇航局凌日系外行星勘测卫星(TESS)发现的已知候选行星。Veloce 是目前世界上针对其中一些目标的先进仪器,并且可能是第一个确认其存在并准确测量我们以前不知道存在的行星质量的仪器。

赛丁泉天文台的英澳望远镜

 

位于澳大利亚新南威尔士州赛丁斯普林天文台的英澳望远镜 – Angel Lopez-Sanchez (AAO-MQU)

虽然 Veloce 项目取得成功的因素有很多,但如果没有 Alicat 压力控制器提供的严格压力调节,我们肯定无法实现我们的科学目标。

有关 Alicat 双阀压力控制器的更多信息

艾里卡特双阀压力控制器

 

艾里卡特双阀精密压力控制器

双阀压力控制器检测到与设定点的最小偏差时,入口阀和出口阀都会进行调整,以在 30 毫秒内将压力返回到设定点。这可确保 Veloce 在其 1800 升容积内的总压力偏差不会超过 0.3 mbar。

为了防止不必要的热干扰,用于精确压力控制的传感器与阀门和流路在物理上隔离,以便控制器本身可以安装在光谱仪室外。

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