El instrumento de primera luz para el telescopio JST250 es la Cámara Panorámica de Javalambre, JPCam (por sus siglas en inglés), una cámara equipada con un mosaico de 14 detectores de última generación. Se trata de detectores CCD de gran formato de 9.200x9.200 pixeles de 10μm desarrollados por Teledyne-e2V. JPCam esta instalada en el foco Cassegrain del telescopio JST250 y proporciona un gran campo de visión efectivo, de unos 4.1 grados cuadrados con una escala de pixel de 0.2267 "/pixel.

JPCam está diseñada para llevar a cabo el Javalambre-PAU Astrophysical Survey (J-PAS), un cartografiado fotométrico del cielo del hemisferio norte. El cartografiado J-PAS utiliza 56 filtros, 54 filtros estrechos (~14.5nm FWHM) contiguos y equiespaciados entre 370 y 920nm y 2 filtros de banda ancha para obtener precisiones sin precedentes de redshift fotométricos para galaxias débiles sobre un área de cielo de ~8000 grados cuadrados.

Sistema de filtros de JPCam.

JPCam está compuesta de 3 subsistemas principales: el sistema de la Cámara Criogénica (CryoCam), la Unidad de Filtros y Obturador (FSU) y el Sistema de los Actuadores (AS).

Diseño de los tres subsistemas de JPCam.

CryoCam: el subsistema de la cámara criogénica consiste de una ventana de entrada con potencia óptica, el mosaico de los 14 detectores CCDs científicos y los controladores asociados, el criostato y los sistemas de enfriamiento y vacío, y la electrónica de control de adquisición de imágenes. El mosaico de los CCDs científicos se complementa con 12 detectores auxiliares en el borde del campo de visión: 4 detectores se utilizan para el auto-guiado (AG) del telescopio, y 8 detectores se utilizan como sensores de frente de onda (WFS) para el control de la calidad de imagen. La cámara esta enfriada a temperaturas criogénicas a través de un sistema de criostato de flujo continuo, utilizando nitrógeno liquido (LN2) para alcanzar una temperatura efectiva de trabajo de unos -112ºC, mientras una bomba de vacío mantiene la presión a nivel de 10^-6 Torr. El subsistema cámara ha sido contratado por la colaboración J-PAS a la compañía inglesa Teledyne-e2V.

Izquierda: JPCam durante las pruebas en el laboratorio. Derecha: Modelo 3D del plano focal de JPCam, mostrando los 14 detectores científicos y 12 detectores auxiliares. (Créditos: Teledyne-e2V, CEFCA).

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Unidad de Filtros y Obturador (FSU): la unidad de filtros está diseñada para admitir cinco bandejas de filtros, con 14 filtros científicos y 12 filtros auxiliares por bandeja. Esto permite que todos los filtros del cartografiado J-PAS están montados y accesibles a la vez, evitando la necesidad de montar y/o desmontar filtros de noche a noche. Las bandejas de filtros están controladas remotamente, y el sistema esta diseñado para seleccionar y poner una bandeja en el camino óptico en menos de 40 segundos. Además, el diseño asegura que las bandejas son fácilmente desmontables e intercambiables de forma manual. La FSU ha sido diseñada por la colaboración J-PAS y la empresa Astro-EME (EE.UU), y construida por las empresas The Vacuum Projects (España) and Jaguar Precision Machine (EE.UU). El obturador de apertura de 500mm lo suministra Bonn-Shutter UG (Alemania).

De izquierda a derecha: modelo 3D de la FSU de JPCam; el mecanismo de selección y cambio de bandeja; una bandeja de JPCam con sus filtros puestos.

AS: el sistema de actuadores consiste de un actuador tipo hexápodo activamente controlado, que acopla la cámara al telescopio y que permite realizar correcciones finas en la posición del instrumento para compensar cambios de temperatura y/o flexiones mecánicas para diferente orientaciones del telescopio, manteniendo la óptica permanentemente alineada en cualquier condición de operación. El sistema de control de calidad de imagen que controla el hexápodo se basa en una técnica de detección y análisis de las aberraciones ópticas que afectan al sistema desarrollada en CEFCA y, a partir de estas, calcula la posición óptima del hexápodo para unas condiciones de temperatura y orientación del telescopio dadas. Para la medida de aberraciones en tiempo real JPCam utiliza el conjunto de 8 detectores de frente de onda. El sistema de actuadores ha sido construido por la empresa Sener (Barcelona, España).