IRAS (satelliet)

Infrarood Astronomische Satelliet
Artistieke impressie van IRAS in zijn baan om de aarde
Algemene informatie
Andere namen	ANS-B
Organisatie	NASA / NIVR / SERC
Aannemers	Ball Aerospace / Fokker Space / Hollandse Signaal
Lancering	26 januari 1983
Lanceerplaats	SLC-2 West, Vandenberg Air Force Base
Gelanceerd met	Thor-Delta 3910
Missielengte	10 maanden
Massa	1083 kg
Type omloopbaan	Polaire schemerbaan
Baanhoogte	900 km
Omloopduur	100 minuten
Locatie	In baan om de Aarde
Type telescoop	Ritchie-Chrétien
Golflengte waarnemingen	12 - 100 micrometer
Telescoop diameter	57 cm
Omvang oppervlak	~1 m2
Brandpuntsafstand	5,5 m, f/9.6
Instrumenten
Hoofdinstrument	62 detectoren in vier golflengten
Low Resolution Spectrometer (LRS - onderdeel van DAX)	8 tot 22 micrometer Spectrometer
Chopped Photometric Channel (CPC - onderdeel van DAX)	Cartografie van de hemel in infrarood
Portaal    Astronomie

De Infra-Rood Astronomische Satelliet (afgekort IRAS) was een zeer succesvolle satelliet voor het waarnemen van infraroodstraling die gelanceerd werd op 26 januari 1983 en die bijna tien maanden actief bleef tot 23 november 1983. IRAS voerde de eerste 'all sky survey' uit in het infrarode deel van het spectrum. Met de resultaten werd de eerste hemelatlas van infrarode stralingsbronnen samengesteld.

Internationale samenwerking

Het project was een samenwerkingsverband tussen de Verenigde Staten, Nederland en het Verenigd Koninkrijk. De Amerikaanse bijdrage werd gecoördineerd vanuit de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA, die zorgde voor het ontwerp en ontwikkeling van de telescoop, met als hoofdaannemer de firma Ball Aerospace uit Boulder in Colorado.
De Nederlandse bijdrage werd gecoördineerd door de Nederlandse ruimtevaartorganisaties NIVR en NLR, die instonden voor de levering van het feitelijke ruimtevoertuig en de samenbouw en test van de hele satelliet en de vluchtsoftware. Hoofdaannemers voor het Nederlandse deel waren Fokker Space en Hollandse Signaal, dat destijds een onderdeel van Philips was.
De Britse bijdrage werd gecoördineerd door de Science and Engineering Research Council (SERC) die instond voor het volgen van de satelliet en ontvangst van de gegevens. Hoofdaannemer hiervoor was het Britse Rutherford Appleton Laboratory uit Chilton in Oxfordshire.

De Satelliet

IRAS was een veel grotere satelliet dan ANS, de eerste Nederlandse satelliet. In 1983 was het zelfs de grootste satelliet die tot op dat moment in Europa was gebouwd. Bij de lancering woog IRAS 1083 kilogram, met een hoogte van 3,86 meter en een breedte van 2,16 meter met dichtgeklapte zonnepanelen. IRAS bestond voornamelijk uit twee grote onderdelen, de infrarode telescoop en het door Nederland geleverde ruimtevoertuig ("spacecraft") inclusief de zonnepanelen. Met een gewicht van ruim 800 kilogram vormde de telescoop het grootste gedeelte van de satelliet. De zonnepanelen leverden totaal 500 watt elektrisch vermogen waarvan 250 watt continu nodig was. Het overschot werd opgeslagen in een Nikkel-Cadmium accu, die aan de buitenzijde van het ruimtevoertuig was bevestigd. Het ruimtevoertuig bevatte alle apparatuur ten behoeve van de standregeling, registratie van de astronomische waarnemingen en de communicatie met de Aarde. Vrijwel alle taken van het ruimtevoertuig werden aangestuurd door twee boordcomputers die vanaf de grond opnieuw geprogrammeerd konden worden. De belangrijkste taak van het standregelingssysteem was ervoor zorg te dragen dat de telescoop nooit in de richting van de Aarde of de Zon zou kijken. Blootstelling van de zeer gevoelige infrarood detectoren aan deze hemellichamen zou onherstelbare schade aanrichten.

Apparatuur en waarnemingen

IRAS had aan boord een Ritchey-Chrétien telescoop met spiegels van beryllium omwille van de lage bedrijfstemperatuur van 4 K. De primaire spiegel had een diameter van 57 cm en een samengestelde brandpuntsafstand van 5,5 m. De lage bedrijfstemperatuur van enkele graden boven het absoluut nulpunt (-273 graden C.) was noodzakelijk om de zwakke bronnen van infraroodstraling uit het heelal waar te kunnen nemen. Zou de telescoop niet tot deze lage temperaturen gekoeld worden, dan zou deze door zijn eigen warmtestraling verblind worden. De koeling vond plaats door de hele telescoop, inclusief detectoren, te plaatsen in een dewar-vat dat gevuld was met 475 liter vloeibare helium. De telescoop was op meerdere wijzen afgeschermd van andere bronnen van warmte straling zoals de Aarde en de Zon. De kijkrichting van de telescoop stond loodrecht op de Zon en de Aarde, waarbij de zonnepanelen van IRAS een dubbelrol vervulden als zonnescherm voor het dewar-vat. Een grote zonnekap in de vorm van een afgeschuinde kegel voorkwam dat strooilicht in de telescoop terecht kwam. Als laatste was het feitelijke ruimtevoertuig met meerdere lagen isolatiemateriaal gescheiden van de telescoop. Al deze maatregelen bleken zeer succesvol waardoor IRAS een gevoeligheid bereikte, die het in theorie mogelijk maakte dat de satelliet de warmtestraling van een fietslampje op 5000 km afstand zou kunnen waarnemen.

De waarnemingen vonden plaats met het hoofdinstrument, dat bestond uit 62 elementen met filters, en het Nederlandse DAX (Dutch Additional eXperiment) instrument met een spectrometer en fotometer. Beide instrumenten werden gebruikt om te kunnen waarnemen in golflengten van 12, 25, 60 en 100 micrometer. Om vervuiling van de detector met stof te voorkomen was het dewar-vat vacuüm getrokken en hermetisch afgesloten met een deksel. Enkele dagen na de lancering werd dit deksel afgeschoten en werd begonnen met het in dienst stellen van de satelliet voor waarnemingen.
Door het hoofdinstrument werden uiteindelijk ruim 350.000 individuele bronnen gedetecteerd, zoals sterren, sterrenstelsels, interstellair stof en enkele onbekende objecten met een nauwkeurigheid van 20 boogseconden. Bovendien werden enkele duizenden objecten aan een nadere inspectie onderworpen met behulp van het Nederlandse DAX instrument. De bedrijfstemperatuur van de detectoren lag op 2 K, ofwel 2 graden boven het absolute nulpunt. De waarnemingen genereerden ruim 100 megabyte (MB) informatie per dag, die tijdelijk werd opgeslagen op twee datarecorders aan boord van de satelliet. Eens in de twaalf uur passeerde IRAS over het grondstation in Groot-Brittannië en werd de opgeslagen data 'gedumpt', met een snelheid van 1 miljoen bits per seconde. Na de datadump werd het observatieprogramma voor de volgende 12 uren naar de satelliet gestuurd en opgeslagen in de boordcomputer. IRAS verrichtte zijn observaties dus volledig geautomatiseerd en zelfstandig.

Baan

De satelliet werd door een Amerikaanse Delta-3910 raket in een polaire, cirkelvormige schemerbaan om de Aarde geplaatst. De inclinatie van de baan was 99 graden, en de baanhoogte 900 km. De satelliet draaide in 103 minuten om de Aarde. Gedurende de missie werd 96 procent van de hemel tweemaal gescand. Daarbij overlapten opeenvolgende scans elkaar met 50 procent, zodat ieder gescand gedeelte van de hemel uiteindelijk vier keer door IRAS is "gezien".

Resultaten

Het belangrijkste resultaat van de IRAS missie was de eerste overzichtskaart van de hemel in het infrarode spectrum. Verdere resultaten waren onder andere:

• De ontdekking van de aanwezigheid van stofschijven rond bepaalde hoofdreekssterren (zoals Wega).
• De ontdekking van objecten aan de hemel die alleen in het infrarood zichtbaar zijn.
• De ontdekking van sterrenstelsels met een extreem grote infraroodhelderheid.
• De ontdekking van zes nieuwe kometen. De eerste van deze was de heldere komeet IRAS-Araki-Alcock die in mei 1983 werd ontdekt.
• De ontdekking van drie nieuwe planetoïden: '(3200) Phaeton', '3728 IRAS' en '1983 VA' (ook bekend als '1983 QG').

Met de data van IRAS werd de eerste hemelatlas op infrarode golflengten samengesteld door het Laboratorium voor Ruimteonderzoek in Groningen in samenwerking met het Jet Propulsion Laboratory (JPL) in Pasadena in de Verenigde Staten.
De IRAS-resultaten bleken in de loop van de jaren tachtig van zeer groot belang te zijn voor de kosmologie, aangezien IRAS een zeer groot aantal sterrenstelsels had waargenomen zonder hinder te ondervinden van galactische absorptie. Het succes van IRAS was zelfs zo groot, dat in de jaren nadien meerdere opvolgers zijn gelanceerd, zoals de Europese ISO satelliet in 1995 en de Amerikaanse Spitzer satelliet in 2003. In 2006 en 2007 werd een nieuwe 'all-sky survey' uitgevoerd door de Japanse AKARI satelliet. De planetoïde (3728) IRAS is vernoemd naar IRAS.

Zie ook

• ISO
• Spitzer Space Telescope
• AKARI
• Infraroodastronomie
• Ruimtetelescoop

Mediabestanden

Zie de categorie Infrared Astronomical Satellite van Wikimedia Commons voor mediabestanden over dit onderwerp.