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Ver el documento (formato PDF)   Ganopol, Abigail.  "Calibración radiométrica de pre-lanzamiento de la cámara infrarroja NIRST a bordo del SAC-D"  (2015-02-13)
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
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Resumen:
El objetivo de este trabajo es presentar la calibración radiométrica de pre lanzamiento de la cámara infrarroja New Infrared Sensor Technology (NIRST). NIRST es uno de los ocho instrumentos a bordo de la misión SAC-D/Aquarius puesta en órbita el 10 de junio de 2011. Está compuesta por una cámara en el infrarrojo medio (Middle Wave Infrared) y otra en el infrarrojo térmico (Long Wave Infrared), cada una con 3 arreglos de 512 microbolómetros. NIRST además cuenta con un espejo móvil de berilio con el fin de reducir el período de revisita del instrumento. Con el propósito de calibrar radiométricamente la NIRST en tierra, se llevó a cabo una serie de mediciones en laboratorio utilizando fuentes de cuerpo negro. La calibración absoluta del instrumento se realizó mediante ajustes polinomiales de los datos obtenidos, relacionando la temperatura sensada y la potencia recibida por los detectores con las cuentas digitales. También se realizó la calibración relativa con el fin de obtener una respuesta ecualizada en cada uno de los arreglos. En este caso, se realizaron ajustes polinomiales relacionando las cuentas medidas en cada uno de los microbolómetros de un dado arreglo con respecto a un detector de referencia dentro del mismo arreglo. El grado del polinomio para las calibraciones absoluta y relativa de NIRST, así como la elección del detector de referencia son objeto de análisis en el presente trabajo. También se llevó a cabo la caracterización del espejo estudiando la respuesta en función del ángulo de apuntamiento. El análisis de los datos obtenidos durante la calibración radiométrica puso en evidencia la no uniformidad en la sensibilidad de los microbolómetros que conforman cada arreglo. Por otro lado, resultó necesario utilizar grados elevados en los polinomios de calibración absoluta y relativa indicando esto la no linealidad de los detectores. Con respecto al espejo, si bien el mismo presenta una respuesta lineal, se observó que ésta se depende del ángulo de apuntamiento β. Asimismo, los resultados correspondientes a la caracterización del espejo permitieron descubrir la existencia de un gradiente de temperatura en la superficie emisora de los cuerpos negros de laboratorio empleados durante la calibración radiométrica. En base a los resultados obtenidos en el presente trabajo, se proveen algunas recomendaciones con el objetivo de contribuir a futuras misiones espaciales de la CONAE. Estas sugerencias son aplicables tanto al dise~no del instrumento como a las metodologías de calibración radiométrica de cámaras infrarrojas.

Abstract:
The aim of this work is to present the pre-launch radiometric calibration of the New InfraRed Sensor Technology (NIRST) infrared camera. NIRST is one of the eight instruments on board of SAC-D/Aquarius mission, launched on June 10th 2011. It is composed of a Middle Wave Infrared camera in the mid-infrared region and a Long Wave Infrared camera in the thermal region, with 3 arrays of 512 microbolometers each. NIRST also has a pointing beryllium mirror to reduce instrument' s revisit time. In order to achieve on ground radiometric calibration, several measurements were performed using blackbody sources. The instrument absolute calibration was performed by means of polynomial fits that relate the sensed temperature and its equivalent radiated power to digital numbers. Relative calibration was also performed in order to obtain an equalized response for each array. In this case, polynomial fits relate the counts of an arbitrary detector to those of a reference detector within a given array. Absolute and relative calibration polynomial orders as well as the reference detector selection are matter of analysis in the present work. The mirror characterization studying the response versus scan angle is presented as well. The analysis of the data obtained during the radiometric calibration revealed that microbolometers sensibity within each array is not uniform. High polynomial orders for both absolute and relative calibrations were found necessary, revealing detectors nonlinearity. The mirror presents a linear response that was found to depend on the pointing angle β. The on ground mirror characterization revealed that the laboratory blackbody sources used present a temperature gradient on their emitting surfaces. Considering the results provided in this work, some recommendations for future CONAE missions are presented. These suggestions apply to the instrument design as well as to infrarred cameras calibration methodologies.

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Registro:
Título : Calibración radiométrica de pre-lanzamiento de la cámara infrarroja NIRST a bordo del SAC-D     =    On ground radiometric calibration of NIRST infrared camera on board of SAC-D
Autor : Ganopol, Abigail
Director : Marraco, Hugo
Consejero : Gómez, Daniel
Jurados : Depine, Ricardo  ; Masuelli, Sergio  ; Grings, Francisco
Año : 2015-02-13
Editor : Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
Filiación : Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Comisión Nacional de Actividades Espaciales (CONAE)
Grado obtenido : Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias Físicas
Ubicación : Preservación - http://digital.bl.fcen.uba.ar/gsdl-282/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=tesis&d=Tesis_5667_Ganopol
Idioma : Español
Area Temática : Física / Ingeniería
Palabras claves : CAMARA INFRARROJA; CALIBRACION RADIOMETRICA ABSOLUTA; CALIBRACION RADIOMETRICA RELATIVA; CALIBRACION DE PRE-LANZAMIENTO; MICROBOLOMETROS; CUERPO NEGRO; INFRARED CAMERA; ABSOLUTE RADIOMETRIC CALIBRATION; RELATIVE RADIOMETRIC CALIBRATION; PRE-LAUNCH CALIBRATION; MICROBOLOMETERS; BLACKBODY
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