NASA GODDARD SPACE FLIGHT CENTER, MD - Είναι μαγευτικό! Αυτό είναι το συντριπτικό συναίσθημα που εκφράζεται στους λίγους τυχερούς που δίνουν τα μάτια τους στον πρόσφατα εκτεθειμένο χρυσό πρωτογενή καθρέφτη στην καρδιά του μαμούθ James Webb Space Telescope (JWST) - ένα συναίσθημα που μοιράστηκε η ομάδα που χτίζει το μοναδικό-παρατηρητήριο και εγώ κατά τη διάρκεια μιας επίσκεψης αυτής της εβδομάδας από το Space Magazine.
«Το τηλεσκόπιο κλείνει τώρα [κοίλο]. Έτσι το βλέπετε σε όλη της τη δόξα! " δήλωσε ο John Durning, Αναπληρωτής Διευθυντής Έργου Τηλεσκοπίου Webb, σε μια αποκλειστική συνέντευξη με το Space Magazine στο Goddard Space Flight Center της NASA την Τρίτη, 3 Μαΐου, αφού τα εξώφυλλα αφαιρέθηκαν προσεκτικά πριν από λίγες ημέρες και από τα 18 κύρια τμήματα καθρεφτών και η δομή επισημάνθηκε προσωρινά αντιμετωπίσει.
"Ολόκληρο το σύστημα καθρεπτών έχει ελεγχθεί, ενσωματωθεί και έχει ελεγχθεί η ευθυγράμμιση."
Είναι μια χρονιά για το JWST στο Goddard, όπου οι μηχανικοί και οι τεχνικοί βρίσκονται στην τελική φάση συναρμολόγησης και ολοκλήρωσης του τμήματος οπτικών και επιστημονικών οργάνων του κολοσσιαίου παρατηρητηρίου που θα φέρει επανάσταση στην κατανόηση του Κόσμου και της θέσης του. Και είναι κινούνται με γρήγορους ρυθμούς.
Το JWST είναι ο επιστημονικός διάδοχος του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble 25 ετών της NASA. Θα γίνει το μεγαλύτερο και ισχυρότερο διαστημικό τηλεσκόπιο που έχει κατασκευαστεί ποτέ από την ανθρωπότητα αφού ξεκινήσει 30 μήνες από τώρα.
Η δομή της πτήσης για το δοκάρι συναρμολόγησης backplane που κρατά τους καθρέφτες και τα επιστημονικά όργανα έφτασε στο Goddard τον περασμένο Αύγουστο από τον κύριο ανάδοχο Webb Northrop Grumman Aerospace Systems στο Redondo Beach της Καλιφόρνια.
Η επίπονη συναρμολόγηση για τη συνένωση του πρωτεύοντος καθρέφτη διαμέτρου 6,5 μέτρων ξεκίνησε λίγο πριν από τις γιορτές των Ευχαριστιών 2015, όταν η πρώτη μονάδα εγκαταστάθηκε με επιτυχία στο κεντρικό τμήμα του συγκροτήματος πλάτους καθρέφτη.
Τεχνικοί από τους Goddard και Harris Corporation του Ρότσεστερ της Νέας Υόρκης στη συνέχεια μετέδωσαν μεθοδικά το συγκρότημα backplane ένα προς ένα, εγκαθιστώντας διαδοχικά το τελευταίο τμήμα πρωτεύοντος καθρέφτη τον Φεβρουάριο ακολουθούμενο από τον μοναδικό δευτερεύοντα καθρέφτη στην κορυφή του τεράστιου τριάδα των βραχιόνων στήριξης καθρέφτη και τους τριτοταγείς και καθρέφτες διεύθυνσης μέσα στο Aft Optics System (AOS).
Όλα προχώρησαν σύμφωνα με το σχολαστικά χορογραφημένο πρόγραμμα.
«Η εγκατάσταση του καθρέφτη πήγε πολύ καλά», δήλωσε ο Durning στο Space Magazine.
«Διατηρήσαμε το πρόγραμμά μας όλη την ώρα για την εγκατάσταση και των 18 κύριων τμημάτων καθρέφτη. Στη συνέχεια, το κεντρικό τμήμα, που είναι ο κώνος στο κέντρο, που περιλαμβάνει το Aft Optics System (AOS). Το εγκαταστήσαμε πριν από δύο μήνες. Πήγε πάρα πολύ καλά. "
Η δομή πτήσης και το συγκρότημα πλάνου χρησιμεύουν ως ραχοκοκαλιά των τηλεσκοπίων Webb 8,6 δισεκατομμυρίων δολαρίων.
Το επόμενο βήμα είναι να εγκαταστήσετε το κουαρτέτο των τελευταίας τεχνολογίας ερευνητικών οργάνων του παρατηρητηρίου, ένα πακέτο γνωστό ως ISIM (Ενότητα Ολοκληρωμένης Επιστήμης Όργανο), στη δομή των δοκών τις επόμενες εβδομάδες.
«Το τηλεσκόπιο είναι πλήρως ενσωματωμένο και τώρα κάνουμε τις τελευταίες πινελιές για να ετοιμαστούμε να δεχτούμε το πακέτο οργάνων που θα αρχίσει να συμβαίνει αργότερα αυτήν την εβδομάδα», εξήγησε ο Durning.
Το ενσωματωμένο σύστημα οπτικών καθρεπτών και το ISIM αποτελούν την οπτική αμαξοστοιχία Webb.
«Έτσι λοιπόν δημιουργούμε τώρα τη νέα οντότητα ολοκλήρωσης που ονομάζεται OTIS - η οποία είναι ένας συνδυασμός του ΟΤΕ (Οπτικό Τηλεσκόπιο Συναρμολόγησης) και του ISIM (Ενσωματωμένη Επιστήμη Όργανο Ενότητα) μαζί».
"Αυτό είναι ουσιαστικά ολόκληρο το οπτικό τρένο του παρατηρητηρίου!" Ο Durning δήλωσε.
«Είναι η κρίσιμη διαδρομή φωτονίων για το σύστημα. Έτσι θα το ενσωματώσουμε τις επόμενες εβδομάδες. "
Η συνδυασμένη οντότητα OTIS καθρεπτών, επιστημονικής μονάδας και ζευκτόν πλάτους ζυγίζει 8786 λίβρες (3940 kg) και έχει διαστάσεις 28'3 "(8,6m) x 8" 5 "(2,6 m) x 7" 10 "(2,4 m).
Μετά την πλήρη ενσωμάτωση του OTIS, οι μηχανικοί και οι τεχνικοί θα περάσουν το υπόλοιπο του χρόνου εκθέτοντάς το σε περιβαλλοντικές δοκιμές, προσθέτοντας τη θερμική κουβέρτα και δοκιμάζοντας την οπτική αμαξοστοιχία - πριν από την αποστολή της τεράστιας δομής στο Johnson Space Center της NASA.
«Τότε θα το στείλουμε στο Johnson Space Center (JSC) της NASA στις αρχές του επόμενου έτους για να κάνουμε κάποιες δοκιμές cryovac και την επαλήθευση μετά το περιβάλλον του οπτικού συστήματος», κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας.
«Εν τω μεταξύ, η Northrup Grumman ολοκληρώνει την κατασκευή του ηλιοφάνειας και ολοκληρώνει την ενσωμάτωση των διαστημικών σκαφών στα κομμάτια τους.»
«Τότε στα τέλη του 2017 είναι όταν τα δύο κομμάτια - η διαμόρφωση OTIS και η διαμόρφωση ηλιοφάνειας - ενώνονται για πρώτη φορά ως πλήρες παρατηρητήριο. Αυτό συμβαίνει στο Northrup Grumman στην παραλία Redondo. "
Το οπτικό τρένο του Webb αποτελείται από τέσσερις διαφορετικούς καθρέπτες. Συζητήσαμε τις λεπτομέρειες των καθρεπτών, την εγκατάσταση και τη δοκιμή τους.
«Υπάρχουν τέσσερις επιφάνειες καθρεφτών», είπε ο Ντάρινγκ.
«Έχουμε τον μεγάλο πρωτογενή καθρέφτη 18 τμημάτων, ο δευτερεύων καθρέφτης κάθεται στο τρίποδο πάνω του και το κεντρικό τμήμα που μοιάζει με πυραμίδα [AOS] περιέχει τον τριτογενή καθρέφτη και τον λεπτό καθρέφτη τιμονιού.»
«Το AOS έρχεται ως ένα πλήρες πακέτο. Αυτό μπήκε στη μέση [του κύριου καθρέφτη]. "
Κάθε ένα από τα 18 τμήματα πρωτογενούς καθρέφτη με εξαγωνικό σχήμα έχει μήκος πάνω από 4,2 πόδια (1,3 μέτρα) και ζυγίζει περίπου 88 κιλά (40 κιλά). Είναι κατασκευασμένα από βηρύλλιο, επικαλυμμένο με χρυσό και περίπου το μέγεθος ενός τραπεζιού.
Στο διάστημα, η αναδιπλούμενη δομή του καθρέφτη θα ξεδιπλωθεί σε παράπλευρα τμήματα και θα λειτουργήσει μαζί ως ένας μεγάλος καθρέφτης 21,3 ποδιών (6,5 μέτρων), χωρίς προηγούμενο σε μέγεθος και δυνατότητα συλλογής φωτός.
Ο μοναχικός στρογγυλεμένος δευτερεύων καθρέφτης κάθεται στην κορυφή του βραχίονα τρίποδα πάνω από τον πρωτεύοντα.
Ο τριτογενής καθρέφτης και ο λεπτός καθρέφτης του τιμονιού βρίσκονται στο Aft Optics System (AOS), μια μονάδα σε σχήμα κώνου που βρίσκεται στο κέντρο του πρωτεύοντος καθρέφτη.
«Λοιπόν, πώς λειτουργεί είναι το φως από τον πρωτεύοντα καθρέφτη να αναπηδά μέχρι το δευτερεύον και το δευτερεύον να αναπηδά προς τον τριτοβάθμιο», εξήγησε ο Durning.
«Και μετά το τριτογενές - που βρίσκεται μέσα σε αυτήν τη δομή AOS - αναπηδά στον καθρέφτη του τιμονιού. Και τότε αυτός ο καθρέφτης καθοδηγεί τις δέσμες των φωτονίων στους καθρέφτες απογείωσης που βρίσκονται κάτω στη δομή ISIM. "
«Έτσι τα φωτόνια περνούν από αυτόν τον κώνο AOS. Υπάρχει μια μάσκα στην κορυφή που κόβει το μονοπάτι, έτσι έχουμε ένα σταθερό σχήμα της δέσμης που περνά. "
«Είναι ο τριτογενής καθρέφτης που κατευθύνει τα φωτόνια στον λεπτό καθρέφτη. Ο λεπτός καθρέφτης καθοδηγεί στη συνέχεια [τα φωτόνια] στους καθρέφτες απογείωσης που βρίσκονται κάτω από τη δομή ISIM. "
Έτσι, η ευθυγράμμιση μεταξύ του συστήματος AOS και των πρωτογενών και δευτερευόντων καθρεπτών των τηλεσκοπίων είναι εξαιρετικά κρίσιμη.
«Ο τριτογενής καθρέφτης AOS πιάνει το φως [από τον δευτερεύοντα καθρέφτη] και κατευθύνει το φως στον καθρέφτη τιμονιού. Οι απαιτήσεις για ευθυγράμμιση ήταν ακριβώς αυτό που χρειαζόμασταν. Έτσι ήταν εξαιρετική πρόοδος. "
«Επομένως, ολόκληρο το σύστημα καθρεφτών ελέγχεται. Το σύστημα έχει ενσωματωθεί και έχει ελεγχθεί η ευθυγράμμιση. "
Η δομή του χρυσού καθρέφτη του Webb ανασηκώθηκε για μια πολύ σύντομη περίοδο αυτήν την εβδομάδα στις 4 Μαΐου, όπως φαίνεται σε αυτό το βίντεο της χρονικής λήξης της NASA:
Ο κύριος καθρέφτης 18 τμημάτων του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb της NASA αναδείχθηκε σε κάθετη ευθυγράμμιση στο μεγαλύτερο καθαρό δωμάτιο στο διαστημικό κέντρο πτήσης Goddard του πρακτορείου στο Greenbelt, Maryland, στις 4 Μαΐου 2016. Πίστωση: NASA
Το τεράστιο παρατηρητήριο θα υπερβεί σημαντικά τη δύναμη συγκέντρωσης φωτός του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble (HST) της NASA - το οποίο είναι σήμερα το πιο ισχυρό διαστημικό τηλεσκόπιο που έχει σταλεί ποτέ στο διάστημα.
Με την ολοκλήρωση της δομής του καθρέφτη, το επόμενο βήμα είναι η εγκατάσταση της επιστημονικής μονάδας ISIM.
Για να το επιτύχουν αυτό, οι τεχνικοί μετέφεραν προσεκτικά τη δομή καθρέφτη Webb αυτήν την εβδομάδα στη δομή του σκελετού καθαρού δωματίου.
Όπως φαίνεται σε αυτό το βίντεο με την πάροδο του χρόνου που δημιουργήσαμε από εικόνες Webbcam, έσκυψαν τη δομή κάθετα, την γύρισαν, την κατέβαλαν πίσω οριζόντια και στη συνέχεια τη μετέφεραν μέσω ενός γερανού στην πλατφόρμα εργασίας.
Πάροδο του χρόνου που δείχνει τον ακάλυπτο πρωταρχικό καθρέφτη 18 τμημάτων του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb της NASA που ανυψώνεται σε κατακόρυφη θέση, γυρίστηκε και κατεβάστηκε ανάποδα σε οριζόντια θέση και στη συνέχεια μετακινήθηκε στην επεξεργασία σκελετού στο μεγαλύτερο καθαρό δωμάτιο στο Goddard Space Flight Center του πρακτορείου στο Greenbelt, Μέριλαντ, στις 4/5 Μαΐου 2016. Εικόνες: Κάμερα Web της NASA. Πάροδο του χρόνου από τον Ken Kremer / kenkremer.com / Alex Polimeni
Το τηλεσκόπιο θα ξεκινήσει με ένα ενισχυτή Ariane V από το Διαστημικό Κέντρο της Γουιάνας στο Κουρού της Γαλλικής Γουιάνας το 2018.
Το Webb Telescope είναι ένα κοινό διεθνές έργο συνεργασίας μεταξύ της NASA, της Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας Διαστήματος (ESA) και του Καναδικού Οργανισμού Διαστήματος (CSA).
Το Webb έχει σχεδιαστεί για να βλέπει το πρώτο φως του Σύμπαντος και θα μπορεί να κοιτάζει πίσω στο χρόνο όταν σχηματίζονται τα πρώτα αστέρια και οι πρώτοι γαλαξίες. Θα μελετήσει επίσης την ιστορία του σύμπαντος μας και τον σχηματισμό του ηλιακού μας συστήματος, καθώς και άλλα ηλιακά συστήματα και εξωπλανήτες, μερικά από τα οποία μπορεί να υποστηρίξουν τη ζωή σε πλανήτες παρόμοιοι με τη Γη.
Περισσότερα για το ISIM στην επόμενη ιστορία.
Παρακολουθήστε αυτόν τον χώρο για τις τρέχουσες αναφορές μου σχετικά με τους καθρέφτες JWST, την επιστήμη, την κατασκευή και τις δοκιμές.
Μείνετε συντονισμένοι εδώ για τις συνεχείς ειδήσεις της Γης και της Πλανητικής επιστήμης και των ανθρώπινων διαστημικών πτήσεων.
