Tiukka testaus on kaikkien onnistuneiden avaruusoperaatioiden ydin. James Webbin avaruusteleskooppi (JWST) on miljoonan mailin päässä, kun se ottaa käyttöön kriittisen aurinkosuojuksensa, ja jos se ei toimi suunnitellusti, niin se on. Peli ohi.
Webb on edistynein avaruusteleskooppi, joka on koskaan rakennettu. Se on infrapunakaukoputki ja erittäin herkkä. Mutta saavuttaakseen äärimmäisen herkkyyden, joka antaa sille mahdollisuuden tutkia eksoplaneettoja ja kaukaista, varhaista universumia, se on pidettävä viileänä. Todella siistiä. Ja se on aurinkosuojatyö.
Aurinkosuoja on kriittinen kaukoputken suunnittelussa. James Webb on Lagrange Point 2: lla (L2) halo-kiertoradalla, joka pitää maapallon, kuun ja auringon sen takana. Aurinko on kaukoputken päälämpölähde, ja Maa ja Kuu ovat vain toissijaisia lähteitä. Suoja estää tehokkaasti kaiken kolmelta näiltä vartaloilta tulevan energian ja pitää laajuuden toimintalämpötilassa, alle -220 celsiuksen (-370 F; 50 K.).
JWST: n aurinkosuojapuolen ja 'laajuuspuolen' välillä on suuri lämpötilaero. NASA: n mukaan aurinkosuoja voi saavuttaa 110 ° C (230 F; 383 K) lämpötilan, joka on riittävän kuuma munan keittämiseen, kun taas varjostettu kaukoputken puoli on tarpeeksi kylmä hapen jäädyttämiseksi.
”Tämä oli ensimmäinen kerta, kun avaruusaluksen elektroniikka ja sen yläpuolella oleva kaukoputki ovat ottaneet käyttöön ja kiristäneet auringonsuojaa. ”
James Cooper, JWST aurinkosuojapäällikkö.
Teknikot ja insinöörit saivat juuri päätökseen kaikkien viiden aurinkosuojakerroksen testaamisen ja asettavat suojakotelon samaan sijaintiin kuin se on L2: ssa, 1,6 miljoonaa km (1 mailia) maasta. NASA totesi lehdistötiedotteessa, että kyseisissä testeissä käytettiin avaruusaluksen omia järjestelmiä suojan asettamiseen ja että testaus oli onnistunut.
”Tämä oli ensimmäinen kerta, kun avaruusaluksen elektroniikka ja sen yläpuolella oleva kaukoputki ovat ottaneet käyttöön ja kiristäneet auringonsuojaa. Käyttöönotto on tämän vuoksi visuaalisesti upea, ja sen toteuttaminen oli haastavaa ”, sanoi NASA: n Webb-teleskoopin aurinkosuojapäällikkö James Cooper NASAn Goddard-avaruuslentokeskuksessa, Greenbelt, Maryland.
Aurinkosuoja on viisi kerrosta Kapton-nimistä materiaalia. Jokainen kerros on tietty paksuus, ja ne erotetaan tietyllä etäisyydellä. Suojassa on myös saumoja ja muita ominaisuuksia, jotka vahvistavat sitä meteoreja vastaan. Jokainen kerros on päällystetty alumiinilla, ja kahdessa aurinkoa lähinnä olevassa kerroksessa, kerroksissa 1 ja 2, on ns. Seostettu piipinnoite, joka heijastaa Auringon ultraviolettienergiaa takaisin avaruuteen.
"Tämä testi osoitti, että aurinkosuojajärjestelmä selviytyi avaruusaluksen elementtien ympäristötestauksesta, ja opetti meille kaukoputken ja observatorion aurinkosuojaosien välisistä rajapinnoista ja vuorovaikutuksesta", Cooper lisäsi. "Paljon kiitoksia kaikille insinööreille ja teknikkoille sitkeyttä, keskittymistä ja lukemattomia tunteja työtä tämän virstanpylvään saavuttamiseksi."
James Webbin avaruusaluksen linja-auto on suunnilleen samankokoinen kuin Hubble. Mutta JWST: n peili on kaksinkertainen Hubblen kokoon. Se on halkaisijaltaan 6,5 m (21,3 ft) kultaisella päällystetyllä berylliumsegmenttipeilillä, joka koostuu 18 kuusikulmaisesta segmentistä, joiden yhteenlaskettu keräyspinta-ala on 25 neliömetriä. Itse asiassa Webbin kultapeili on jo kulttuurikuvake, vaikka se ei ole vielä käynnistynyt.
Peilin on oltava niin suuri, että se voi saavuttaa tehtävänsä tavoitteet, joihin sisältyy muun muassa maailman ensimmäisten tähtiä ja galakseja edustavan valon tarkkailu ja eksoplaneettojen tutkiminen. Mutta peili ja tarvittava aurinkovarjo ovat liian suuria, jotta ne mahtuvat rakettiin. Siksi sekä peili että aurinkovarjo taitetaan ylös käynnistämistä varten ja otetaan käyttöön vasta, kun kaukoputki on matkalla määränpäähänsä, mikä on monimutkainen toimenpide. Ei vain, mutta kaikki testaus tehdään maan gravitaatiossa, kun taas todellinen käyttöönotto tapahtuu ilman painovoimaa.
Ja siitä kaikki testaus ja uudelleentestaus on kyse. Toisin kuin Hubble, johon matalan maan kiertoradalla päästiin astronauttien avulla korjauskäyntejä varten, JWST on ulottumattomissa. On mahdollista, että tuleva avaruusalusta voi kamppailemaan James Webbin kanssa mahdollisten törkeiden käyttöönottovirheiden korjaamiseksi. Komponentteja ei kuitenkaan voida korvata. Pohjimmiltaan on vain yksi mahdollisuus saada peili ja sen aurinkosuojus asianmukaisesti käyttöön.
Tämän tärkeän testin takana insinöörien ja teknikkojen on nyt sijoitettava aurinkosuoja varovasti laukaisukokoonpanoon, taittamalla se tarkkaan asentoon, jota vaaditaan onnistuneen käyttöönoton kannalta. Sen jälkeen lisää testejä.
Vielä on suoritettava kattavat sähkötestit, samoin kuin mekaaniset testit, jotka jäljittelevät voimia, joita ”laajuus kokee Ariane 5 -raketin laukaisun aikana, joka vie sen avaruuteen. Sitten on vielä yksi testi James Webbin käyttöönotolle ja lopullinen vaihto.
Käynnistäminen on tarkoitus tapahtua 30. maaliskuuta 2021. JWST: n, jonka alun perin piti käynnistää joskus vuosien 2007 ja 2011 välillä, on ollut useita viiveitä. Se on monimutkainen tehtävä ja monimutkainen, kallis tekniikka. NASA on ensisijainen kehittäjä, mutta sekä Euroopan avaruusjärjestö että Kanadan avaruusjärjestö ovat antaneet merkittävän panoksen.
Kun se on halo-kiertoradallaan L2: ssa, ja jos käyttöönotto menee hyvin, se tekee uraauurtavaa työtä. Ja toivottavasti unohdamme kaikki viiveet.
Lisää:
- Lehdistötiedote: NASA: n James Webbin avaruusteleskooppi puhdistaa kriittisen auringonsuojan suojaustestauksen
- Lehdistötiedote: NASA: n Webb-teleskoopin auringonsuojauksen monimutkainen materiaalitekniikka
- Space Magazine Video: Superteleskooppien nousu, osa 2 - Avaruusteleskoopit
