GMT Multi-object Astronomical and Cosmological Spectrograph - GMACS

GMACS

O Espectrógrafo Astronômico e Cosmológico de Múltiplos Objetos GMT - GMACS é um espectrógrafo de múltiplos objetos no visível, de dispersão moderada, com canais vermelho e azul. Ele foi projetado para operar com visão natural, mas sua sensibilidade será aprimorada com a correção de Óptica Adaptativa GLAO. O campo de visão do GMACS tem 7,5 arcmin de diâmetro para operação com máscaras multi-fendas. Quando alimentado com as fibras ópticas do MANIFEST, os objetos podem ser observados em todo o campo de visão de 20 minutos de arco da GMT. O MANIFEST pode oferecer vantagens de maior paralelização, resoluções espaciais e espectrais mais altas usando  fibras slicer, campo integral com múltiplas fibras (IFU) ou uma combinação desses modos. O GMACS usa grades VPH nos lados azul e vermelho para obter alto rendimento. Os requisitos científicos e técnicos do GMACS estão resumidos na tabela abaixo. A cobertura do comprimento de onda do GMACS se estenderá do corte atmosférico azul a 0,32 µm até o limite vermelho dos detectores de silício a 1 µm. O GMACS está planejado para ser o segundo instrumento científico da GMT.

Ciência com GMACS

Os principais fatores científicos incluem:

●     Astrofísica no domínio do tempo, incluindo explosões de raios gama (GRBs), contrapartes de ondas gravitacionais, supernovas (SNe) e trânsitos de exoplanetas;

●     Atmosferas de anãs marrons e exoplanetas;

●     Dinâmica de galáxias anãs e anãs ultra-fracas;

●     Pesquisas com desvio para o vermelho (redshift);

●     Formação e configuração de galáxias;

●     Tomografia do meio intergalático (IGM) e do meio circungalático (CGM) de galáxias distantes;

Requisitos científicos e técnicos para o GMACS (em inglês):

Participação do GMTBrO no GMACS

GMACS é um espectrógrafo óptico do visível de média resolução. Seus principais objetivos científicos são os estudos espectroscópicos de galáxias primordiais e outros alvos com alto desvio para o vermelho - atualmente conhecidos apenas por observações de imageamento de banda larga. O GMACS estará na plataforma DG (Direct Gregorian) da GMT, o que implica que as flexões mecânicas devem ser compensadas com a maior precisão possível.

A fase de Projeto Conceitual (CoD) da GMACS começou em março de 2017 com uma reunião de lançamento. Uma revisão intermediária do CoD foi realizada em julho de 2018, com um comitê de revisão composto exclusivamente por membros do GMTO. Os principais fatores de design do GMACS foram: alto rendimento, ampla cobertura simultânea de comprimento de onda, subtração exata e precisa do céu, resolução moderada, campo relativamente amplo e multiplexagem substancial.

A Revisão do Projeto Conceitual (CoDR) do GMACS foi realizada no Laboratório Astronômico de Munnerlyn, no campus principal da Universidade A&M do Texas, em 4 e 5 de setembro de 2019. O comitê foi composto por: Daniel Fabricant (CfA; presidente); Gary Hill (UT Austin); Matthew Radovan (UC Santa Cruz); e Stephen Smee (Universidade Johns Hopkins).

O GMACS CoDR foi considerado aprovado; no entanto, o comitê de revisão levantou alguns pontos de preocupação que devem ser abordados antes ou no início da próxima fase. A GMTBrO está ativamente envolvida em design óptico, engenharia de sistemas e engenharia mecânica para GMACS.

O design óptico foi bem recebido pelos membros do comitê de revisão devido à simplicidade do sistema conceitual adotado, atendendo a todos os requisitos de desempenho de qualidade de imagem e baixo risco de fabricação e montagem.

A engenharia de sistemas GMACS consiste em vários processos para o desenvolvimento de instrumentos, descritos no GMTO SEMP (Plano de Gerenciamento de Engenharia de Sistemas). Esses processos consistem e não se limitam a i) Gerenciamento de Requisitos; ii) Descrição dos Conceitos Operacionais; iii) Controle de Interface; iv) Gerenciamento de Riscos; v) Plano de montagem, integração e Testes; vi) Suporte ao gerenciamento de projetos (definições de PBS e WBS, análise de trade-off, etc).

A engenharia mecânica do GMACS consiste em estruturas e mecanismos de projeto capazes de suportar e posicionar elementos ópticos de acordo com os requisitos do sistema. Também inclui seleção de materiais e especificação de sensores e atuadores para peças ópticas e mecânicas móveis.

Há um desejo de continuar a parceria GMTBrO para a próxima fase de desenvolvimento do GMACS Preliminary Design (PD). A GMTBrO está pronta para trabalhar em diferentes frentes no desenvolvimento do GMACS: i) design óptico; ii) sistema de metrologia; iii) engenharia mecânica; e iv) engenharia de sistemas.

O início da fase de DP dependerá do cronograma do GMTO e da disponibilidade de recursos e deve ocorrer em meados de 2020.