Abstract
We present the design specifications and the performance estimation of the FUVS (Far Ultraviolet Spectrograph) proposed for the observations of aurora, day/night airglow and astronomical objects on small satelltes in the spectral range of $900~1750AA$. The design of FUVS is carried out with the full consideration of optical characteristics of the grating and the aspheric substrate. Two independent methods, ray-tracing and the wave front aberration theory, are employed to estimate the performance of the optical design and it is verified that both procedures yield the resolution of $2~5AA$ in the entire spectral range. MDF (Minimum Detectable Flux) is also estimated using the known characteristics of the reflecting material and MCP, to study the feasibility of detection for faint emission lines from the hot interstellar plasmas. The results give that the observations from 1 day to 1 week, depending on the line intensity, can detect such faint emission lines from diffuse interstellar plasmas.
본 연구에서는 원자외선 영역($900~1750AA$)에서 오로라, 주/DIRKS 대기 광 관측 및 천문학적 관측을 동시에 수행하기 위한 FUVS(Far Ultraviolet Spectrograph)를 설계하고, 그 성능을 평가하였다. FUVS의 설계는 에돌이발(grating)의 광학적 특성과 비구면 광학을 충분히 고려하여 이루어졌으며, 분해능 계산을 위해 ray-trace 방법과 파면수차 계산에 의한 방법을 사용하여 설계의 검증을 시도하였다. 두 가지 방법에 의한 결과가 오차범위 안에서 일치하여 분석 방법에 큰 문제점이 없다는 것을 간접적으로 확인할 수 있었고, 전 영역에 걸쳐 대략 $2~5AA$의 분해능을 얻었다. 또한, FUVS의 수행 임무 중 가장 검출이 힘들 것으로 생각되는 고온의 성간 플라즈마에서 방출되는 선 방출의 검출 가능성을 타진하기 위하여 FUVS의 최소 검출가능 플럭스(MDF)를 계산하였다. 이 계산을 위하여 지금까지 알려진 반사물질, MCP 등의 특성을 충분히 고려하였으며, 선의 세기에 따라 하루에서 일주일에 걸친 관측을 통해 고온의 성간 플라즈마에서 방출되는 선 방출을 검출할 수 있다는 결론을 얻었다.
