Численное моделирование спектральной аппаратуры - Фатхуллин, Тимур; Юшкин, Максим; Панчук, Владимир (Известия Крымской астрофизической обсерватории, 2023)
Мы представляем результаты разработки и применения метода численного моделирования спектральной аппаратуры высокого и низкого разрешения. Программная реализация основывается на методе трассировки лучей и выполнена на языке C++ с применением технологии nVidia CUDA (Compute Unified Device Architecture). Представлены результаты моделирования спектрографов как наземного базирования (БТА/NES – эшелле-спектрограф телескопа БТА), так и космического исполнения в рамках проекта “Спектр-УФ”. Показано, что полученные модельные двумерные эшелле и длиннощелевые спектры можно использовать для оценки энергетической эффективности предлагаемых оптических схем, для расчета характеристик градиентных просветляющих покрытий, а также для создания и отладки системы автоматической обработки наблюдательных данных задолго до запуска космических обсерваторий. На примере моделирования спектрографа NES демонстрируется анализ различий между “идеальной” оптической схемой и реальной технической реализацией, например в деталях изготовления нарезных эшелле-решеток, то есть их отличий от ожидаемых характеристик. В итоге мы показываем, что реализованная математическая модель является полез- ным и действительно мощным инструментом для проектирования астрономической спектральной аппаратуры, расчета и обоснования ее базовых характеристик, а также для планирования самого астрофизического эксперимента.