Konsortium

  • LAOG: Laboratoire d’Astrophysique de Grenoble, France (PI institute)
  • OCA: Observatoire de la Côte d’Azur in Nice, France
  • INAF: Instituto Nazionale di Astrofisica  Osservatorio Astrofisico di Arcetri in Firenze, Italy
  • MPIfR: Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn, Germany

Das AMBER Instrument

AMBER (Astronomical Multi BEam Recombiner) ist eines der First-Generation-Instrumentes des ESO VLTI (Very Large Telescope Interferometer). Es bietet interferometrische Beam-Kombinationen im Nah-Infraroten-Bereich zwischen 1 bis 2,4 µm (J, H und K Band).

Übersicht

Das Instrument bietet die Möglichkeit, zwei oder drei Beams der 8-Meter-Unit-Teleskope (UTs) oder den 1,8-Meter-Auxiliary-Teleskope (ATs) zu kombinieren. AMBER ermöglicht interferometrische Messungen von hoher Qualität zur Bildrekonstruktion mittels Closure-Phase Techniken. Mit einer spektralen Auflösung bis zu 10000 und einer begrenzenden Größenklasse von 14 wird eine Winkelauflösung von 2 mas erreicht. Die hervorragende Stabilität des Instrumentes erlaubt Visibilities mit einer Genauigkeit von 10-3 bis hin zu 10-4 für lichstarke Objekte. Die wissenschaftlichen Ziele von AMBER liegen in der Untersuchung von Disks und Jets rund um junge Sterne und von aktiven galaktischen Kernen (AGNs) mit hoher Winkelauflösung.

object Objektklassen:
heiße Exoplaneten,
Formation und Entwicklung von Sternen,
extra-galaktische Quellen

Atmosphere Atmosphäre

Teleskope:
ESO VLTI

Verzögerungsstrecken Verzögerungsstrecken:
ESO Delay Lines

Optic Optiken:
Optik entwickelt vom AMBER Konsortium
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Spektrograph Spektrograph
Spektrograph entwickelt vom AMBER Konsortium
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Image sensor Bildsensoren:
HAWAII-1
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Elektroniken Elektroniken:
Ausleseelektronik entwickelt von unserer Gruppe
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Instrument Kontroll Software:
AMBER Detector Control Software (DCS) entwickelt von unserer Gruppe
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Reduktion Software Datareduktionssoftware:
AMBER Data Reduction Software (DRS)


Aufgabenbereiche

Unsere Abteilung war für das Detektor-Subsystem verantwortlich einschliesslich Datenempfangs- und Kontrollsoftware. Die Detektorentwicklung und die erfolgreiche Integration des Subsystems für das AMBER Instrument war eines unserer wichtigsten internationalen Projekte der letzten Jahre.

Ausleseelektronik

AMBER Ausleseschema Bild vergrößern
AMBER Ausleseschema

Für unsere Beteiligung an AMBER benutzen wir einen Vorläufer unserer aktuellen Ausleseelektronik, welche an die speziellen Anforderungen des Instruments angepasst worden ist. Der AMBER-Spektrograph belichtet vier definierte Bereiche auf dem Bildsensor: drei photometrische Kanäle und einen interferometrischen Kanal. Jeder Bereich ist 16 Pixel breit mit einem Abstand zu einander von etwa 100 Pixel, welche nicht ausgelesen werden. Abhängig von der spektralen Auflösung sind die Kanäle zwischen 25 und 512 Pixel lang. Daraus ergibt sich, dass große Teile des Bildsensors nicht benötigt werden. Um die Ausleserate zu erhöhen werden die Pixel in diesen Bereichen schneller getaktet. Die Pixelclock-Frequenz beträgt 500kHz in den interessierenden Bereichen und 10MHz in den Bereichen, die nicht von Interesse sind. Bei diesem Schema wird bei der Auslesung mehrmals zwischen den beiden Clock Frequenzen umgeschaltet. In den Bereichen mit der schnellen Pixel Clock Frequenz werden keine Daten erzeugt.

Software

Die AMBER-Software besteht aus verschiedenen Modulen, wie z.B. der Observation-Software (OS) und dem Detector-Control-System (DCS). Diese Module können durch ihre Funktion eingeteilt werden (detektorspezifisch, wissenschaftliche Bilderzeugung usw.). Die generelle Softwarearchitektur wird von der ESO vorgegeben und beinhaltet die Spezifikation, sowie die Implementierung. Das Modul für das Detektorkontrollsystem wurde hierbei an unserem Institut entwickelt.

Ein Ziel der Entwicklung war es, die vorgegebene Implementierung an die AMBER-spezifischen Anforderungen anzupassen. Hierbei war ein Hauptbestandteil die Integration der AMBER-Infrarotkamera in ein Softwaresystem, welches für eine komplett andere Hardware entwickelt worden war. Die Hauptschnittstellen zwischen der Software und dem Detektor sind das Kommandointerface und das Datenerfassungsinterface, die beide Teil des DCS sind.

DCS (Detektor-Control-Software)

AMBER Instrument Kontroll Software Bild vergrößern
AMBER Instrument Kontroll Software

Die DCS Software-Architektur ist modular aufgebaut. Die Module auf der Local-Control-Unit (LCU) interagieren direkt mit der Ausleseelektronik, während die Module auf der Instrumenten-Workstation (WS) zwischen den Modulen auf der LCU und dem Rest des Software-Systems (z.B. OS) vermitteln.

Der Verlauf einer typischen Beobachtungssequenz ist wie folgt: Der Beobachter startet einen Observation-Block (OB). Ein Observation-Block definiert alle nötigen Parameter wie z.B. die Position des Objekts, den Auslesemodus, die Belichtungszeit, die Anzahl der gewünschten Bilder, etc. Alle für die Kamera relevanten Einstellungen werden dem DCS-Server (amdiracqServer) auf der Instrument Workstation übermittelt. Dieser Server sendet dann Befehle zum Kommando Server (amdtcomlrcs) auf der LCU, kontrolliert den Datenaufzeichnungsprozess (amdsdma) auf der LCU und benachrichtigt den Datenübertragungsprozess (amdiracqDtt) auf der WS über die laufende Aufnahme.

Meilensteine des Projekts

  • Conceptual Design Review im Januar 1999
  • Preliminary Design Review im Februar 2000
  • Final Design Review im April 2001
  • Preliminary Acceptance Europe im Dezember 2003
  • Integration am ESO-VLTI am Paranal, Chile im April 2004
  • Commissioning runs im Mai und September 2004
  • Astronomische Beobachtungen seit 2005
  • Detektor-Upgrade im September 2007
 
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