Οι αυστηρές δοκιμές βρίσκονται στο επίκεντρο κάθε επιτυχημένης διαστημικής αποστολής. Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST) θα είναι ένα εκατομμύριο μίλια μακριά, όταν αναπτύσσει την κρίσιμη ασπίδα για την αποστολή της και αν δεν λειτουργεί όπως έχει προγραμματιστεί, αυτό είναι. Τέλος παιχνιδιού.
Το Webb είναι το πιο προηγμένο διαστημικό τηλεσκόπιο που κατασκευάστηκε ποτέ. Είναι ένα τηλεσκόπιο υπέρυθρων και ένα πολύ ευαίσθητο. Αλλά για να επιτευχθεί η ακραία ευαισθησία που θα του επιτρέψει να μελετήσει εξωπλανήτες και το μακρινό, πρώιμο σύμπαν, πρέπει να διατηρηθεί δροσερό. Πολύ κουλ. Και αυτή είναι η δουλειά της ασπίδας.
Η αντηλιακή ασπίδα είναι κρίσιμη στο σχεδιασμό του τηλεσκοπίου. Το James Webb θα βρίσκεται στο Lagrange Point 2 (L2), σε τροχιά φωτοστέφανο που κρατά τη Γη, τη Σελήνη και τον Ήλιο πίσω από αυτήν. Ο Ήλιος είναι η κύρια πηγή θερμότητας για το τηλεσκόπιο, και η Γη και η Σελήνη είναι μόνο δευτερεύουσες πηγές. Η ασπίδα αποκλείει αποτελεσματικά όλη την ενέργεια που προέρχεται και από τα τρία αυτά σώματα και διατηρεί το «εύρος» στη θερμοκρασία λειτουργίας του, κάτω από -220 Κελσίου (-370 F; 50 K.)
Θα υπάρξει μια ακραία διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ της πλευράς προστασίας από τον ήλιο του JWST και της πλευράς «κάλυψης». Η NASA λέει ότι η αντηλιακή ασπίδα μπορεί να φτάσει σε θερμοκρασίες 110 C (230 F; 383 K,) αρκετά ζεστή για να βράσει ένα αυγό, ενώ η σκιασμένη πλευρά του τηλεσκοπίου θα είναι αρκετά κρύα για να παγώσει το οξυγόνο.
«Ήταν η πρώτη φορά που το φως του ήλιου έχει αναπτυχθεί και ενταθεί από τα ηλεκτρονικά του διαστημικού σκάφους και με το τηλεσκόπιο που υπάρχει πάνω από αυτό. «
James Cooper, JWST Sun-shield Manager.
Τεχνικοί και μηχανικοί μόλις ολοκλήρωσαν τη δοκιμή και των πέντε στρωμάτων της ασπίδας του ήλιου και βάζοντας την ασπίδα στην ίδια θέση που θα βρίσκεται στο L2, 1,6 εκατομμύρια χλμ. (1 εκατομμύριο μίλια) από τη Γη. Η NASA δήλωσε σε δελτίο τύπου ότι αυτές οι δοκιμές χρησιμοποίησαν τα δικά τους συστήματα του διαστημικού σκάφους για την ανάπτυξη της ασπίδας και ότι η δοκιμή ήταν επιτυχής.
«Ήταν η πρώτη φορά που το φως του ήλιου έχει αναπτυχθεί και ενταθεί από τα ηλεκτρονικά του διαστημικού σκάφους και με το τηλεσκόπιο που υπάρχει πάνω από αυτό. Ως αποτέλεσμα, η ανάπτυξη είναι οπτικά εκπληκτική και ήταν δύσκολο να επιτευχθεί », δήλωσε ο James Cooper, Διευθυντής Sunshield Webb Telescope της NASA στο Κέντρο Διαστημικής Πτήσης Goddard της NASA, Greenbelt, Maryland.
Η ασπίδα του ήλιου είναι πέντε στρώματα ενός υλικού που ονομάζεται Kapton. Κάθε ένα από τα στρώματα έχει συγκεκριμένο πάχος και διαχωρίζεται από μια συγκεκριμένη απόσταση. Η ασπίδα διαθέτει επίσης ραφές και άλλα χαρακτηριστικά που την ενισχύουν έναντι των μετεωρίτων. Κάθε ένα από τα στρώματα είναι επικαλυμμένο με αλουμίνιο και τα δύο στρώματα που βρίσκονται πλησιέστερα στον Ήλιο, τα στρώματα 1 και 2, έχουν αυτό που ονομάζεται επικάλυψη «ντόπινγκ πυριτίου» για να αντανακλούν την υπεριώδη ενέργεια του Ήλιου στο διάστημα.
«Αυτή η δοκιμή έδειξε ότι το σύστημα ηλιοφάνειας επέζησε περιβαλλοντικών δοκιμών στοιχείων διαστημικού σκάφους και μας δίδαξε για τις διεπαφές και τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των τηλεσκοπίων και των τμημάτων του παρατηρητηρίου», πρόσθεσε ο Cooper. «Ευχαριστώ πολύ όλους τους μηχανικούς και τους τεχνικούς για την επιμονή τους, την εστίαση και τις αμέτρητες ώρες προσπάθειας για την επίτευξη αυτού του ορόσημου».
Το διαστημικό σκάφος του James Webb έχει περίπου το ίδιο μέγεθος με το Hubble. Αλλά ο καθρέφτης του JWST είναι διπλάσιος από το μέγεθος του Hubble. Έχει διάμετρο 6,5 m (21,3 ft), επίχρυσο καθρέφτη βηρυλλίου με επίστρωση χρυσού που αποτελείται από 18 εξαγωνικά τμήματα, με συνδυασμένη επιφάνεια συλλογής 25 τετραγωνικών μέτρων. Στην πραγματικότητα, ο χρυσός καθρέφτης του Webb είναι ήδη πολιτιστικό εικονίδιο, παρόλο που δεν έχει κυκλοφορήσει.
Ο καθρέφτης πρέπει να είναι τόσο μεγάλος για την επίτευξη των στόχων της αποστολής του, που περιλαμβάνουν την παρατήρηση του φωτός από τα πρώτα αστέρια και τους γαλαξίες στο σύμπαν, και τη μελέτη εξωπλανητών, μεταξύ άλλων. Αλλά ο καθρέφτης, και η απαιτούμενη σκιά του ήλιου, είναι πολύ μεγάλα για να χωρέσουν σε έναν πύραυλο. Γι 'αυτό και ο καθρέφτης και η σκιά του ήλιου αναδιπλώνονται για εκτόξευση και ενεργοποιούνται μόνο όταν το τηλεσκόπιο φτάνει στον προορισμό του, έναν περίπλοκο ελιγμό. Όχι μόνο αυτό, αλλά η δοκιμή γίνεται όλα στη βαρύτητα της Γης, ενώ η πραγματική ανάπτυξη θα πραγματοποιηθεί απουσία βαρύτητας.
Και αυτό είναι το θέμα όλων των δοκιμών και επανεξετάσεων. Σε αντίθεση με το Hubble, το οποίο στο Orbit Low-Earth ήταν προσβάσιμο από αστροναύτες για αποστολές επισκευής, το JWST είναι απρόσιτο. Είναι πιθανό ένα μελλοντικό διαστημικό σκάφος να αντιμετωπίσει το James Webb για να διορθώσει τυχόν ακαθάριστα σφάλματα ανάπτυξης. Ωστόσο, τα στοιχεία δεν μπορούν να αντικατασταθούν. Στην ουσία, υπάρχει μόνο μία ευκαιρία να αναπτυχθεί σωστά ο καθρέφτης και η ασπίδα του.
Με αυτό το σημαντικό τεστ πίσω από αυτούς, οι μηχανικοί και οι τεχνικοί πρέπει τώρα να τοποθετήσουν προσεκτικά το αντηλιακό στη διαμόρφωση εκτόξευσης, αναδιπλώνοντάς το στην ακριβή θέση που απαιτείται για την επιτυχή ανάπτυξη. Μετά από αυτό, περισσότερες δοκιμές.
Υπάρχουν ακόμη πλήρεις ηλεκτρικές δοκιμές που πρέπει να εκτελεστούν, καθώς και μηχανικές δοκιμές που μιμούνται τις δυνάμεις που θα βιώσει το «πεδίο εφαρμογής» κατά την εκτόξευση στον πύραυλο Ariane 5 που θα τον μεταφέρει στο διάστημα. Τότε θα υπάρξει ένα ακόμη τεστ για την ανάπτυξη του James Webb και μια τελική αποθήκευση.
Η κυκλοφορία έχει προγραμματιστεί για τις 30 Μαρτίου 2021. Υπήρξε μια σειρά καθυστερήσεων για το JWST, το οποίο αρχικά υποτίθεται ότι θα ξεκινήσει κάποια στιγμή μεταξύ 2007 και 2011. Είναι μια περίπλοκη αποστολή και ένα περίπλοκο, ακριβό κομμάτι τεχνολογίας. Η NASA είναι ο κύριος προγραμματιστής, αλλά τόσο η Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Διαστήματος όσο και η Υπηρεσία Διαστήματος του Καναδά έχουν συμβάλει σημαντικά.
Μόλις βρεθεί σε τροχιά φωτοστέφανο στο L2 και εάν η ανάπτυξη πάνε καλά, θα κάνει πρωτοποριακή δουλειά. Και ελπίζουμε ότι θα ξεχάσουμε όλες τις καθυστερήσεις.
Περισσότερο:
- Δελτίο Τύπου: Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb της NASA καθαρίζει τον έλεγχο κρίσιμης ανάπτυξης του Sunshield
- Δελτίο Τύπου: Η Σύνθετη Μηχανική Υλικών του Webb Telescope Sunshield της NASA
- Space Magazine Video: Rise of the Supertelescopes Μέρος 2 - Διαστημικά τηλεσκόπια
