Суворе випробування лежить в основі будь-якої успішної космічної місії. Космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST) буде знаходитись в мільйоні миль, коли він розкриє свій критичний для місії сонячний щит, і якщо він не функціонує, як планувалося, це все. Гра завершена.
Webb - це найсучасніший космічний телескоп, який коли-небудь будували. Це інфрачервоний телескоп і дуже чутливий. Але для досягнення надзвичайної чутливості, яка дозволить їй вивчати екзопланети і далекий, ранній Всесвіт, його потрібно зберігати в прохолоді. Дуже круто. І це робота сонячного щита.
Сонячний щит має вирішальне значення в конструкції телескопа. Джеймс Вебб опиниться в точці 2 Лагранжа (L2), на орбіті ореолу, яка тримає за собою Землю, Місяць та Сонце. Сонце - головне джерело тепла для телескопа, а Земля і Місяць - лише вторинні джерела. Щит ефективно блокує всю енергію, що надходить від усіх трьох цих тіл, і підтримує «сферу дії при його робочій температурі нижче -220 Цельсія (-370 F; 50 К.)
Буде надзвичайна різниця температур між стороною сонячного екрана JWST та 'стороною сфери застосування. НАСА каже, що сонячний щит може досягати температури 110 С (38 F; 383 К,), достатньо гарячої, щоб відварити яйце, тоді як заштрихована сторона телескопа буде досить холодною, щоб заморозити кисень.
"Це був перший раз, коли сонячний щит був розгорнутий та натягнутий електронікою космічних кораблів та телескопом, що знаходиться над ним. "
Джеймс Купер, менеджер JWST Sun-Shield.
Техніки та інженери щойно завершили тестування всіх п’яти шарів сонячного щита і поставили щит у таке ж положення, в якому він знаходитиметься, на відстані L2, 1,6 мільйона кілометрів (1 мільйон миль) від Землі. NASA заявила у прес-релізі, що ці випробування використовували власні системи космічного корабля для розгортання щита і тестування пройшло успішно.
"Це був перший раз, коли сонячний щит був розгорнутий та натягнутий електронікою космічних кораблів та телескопом, що знаходиться над ним. В результаті цього розгортання є надзвичайно приголомшливим, і це було складним завданням », - сказав Джеймс Купер, менеджер із захисного телескопа« Веб-телескоп »НАСА в Центрі космічних польотів Годдарда NASA, Грінбельт, Меріленд.
Сонячний щит - це п’ять шарів матеріалу, який називається Каптон. Кожен з шарів має конкретну товщину, і вони розділені певною відстані. Щит також має шви та інші особливості, які підсилюють його проти метеорів. Кожен з шарів покритий алюмінієм, а два шари, найближчі до Сонця, Шари 1 та 2, мають те, що називається покриттям «легований кремній» для відображення ультрафіолетової енергії Сонця назад у космос.
"Цей тест показав, що система сонячного екрана пережила екологічні випробування елементів космічних кораблів, і навчила нас про інтерфейси та взаємодії між телескопом і частинами сонячної екрана обсерваторії", - додав Купер. "Велике спасибі всім інженерам та технікам за їх наполегливість, цілеспрямованість та незліченну кількість зусиль для досягнення цієї віхи".
Шина космічного корабля Джеймса Вебба приблизно такого ж розміру, як і Хаббл. Але дзеркало JWST вдвічі більше за розмір Хаббла Це 6,5 м (21,3 фута) діаметром із зернистим зернистим покриттям з берилію, складеним з 18 шестикутних сегментів, з комбінованою площею збору 25 квадратних метрів. Насправді, золото дзеркало Вебба - це вже культурна ікона, хоч і не запущена.
Дзеркало повинно бути таким великим, щоб відповідати його цілям місії, які включають спостереження за світлом від перших зірок і галактик у Всесвіті, а також вивчення екзопланет, серед іншого. Але дзеркало та необхідний сонячний відтінок занадто великі, щоб вміститись у ракету. Ось чому і дзеркало, і сонячний відтінок складаються для запуску і розгортаються лише після того, як телескоп вирушає до місця призначення - складний маневр. Мало того, але все тестування робиться на гравітацію Землі, а фактичне розгортання відбуватиметься за відсутності сили тяжіння.
І ось про що йде все тестування та повторне тестування. На відміну від Хаббла, який на орбітах з низьким рівнем Землі був доступний космонавтам для виконання ремонтних місій, JWST недоступний. Цілком можливо, що майбутній космічний апарат може зчепитися з Джеймсом Веббом, щоб виправити будь-які грубі помилки розгортання. Але компоненти не можна замінити. По суті, є лише один шанс правильно встановити дзеркало та його сонцезахисний щит.
Завдяки цьому важливому випробуванню за ними, інженерам та технікам тепер доводиться обережно укладати сонячний щит у конфігурацію запуску, складаючи його у точне положення, необхідне для успішного розгортання. Після цього ще тести.
Ще є всеосяжні електричні випробування, які необхідно виконати, а також механічні випробування, що імітують сили, які «відчують» під час запуску ракети Ariane 5, яка виведе її в космос. Потім буде ще один тест на розгортання Джеймса Вебба та остаточне укладання.
Запуск запланований на 30 березня 2021 року. У JWST відбулася низка затримок, які спочатку мали запуститись між 2007 та 2011 роками. Це складна місія та складна дорога технологія. НАСА є первинним розробником, але і Європейське космічне агентство, і Канадське космічне агентство внесли вагомий внесок.
Як тільки він буде на своїй ореольній орбіті на L2, і якщо розгортання піде добре, воно зробить новаторську роботу. І, сподіваємось, ми забудемо всі затримки.
Більше:
- Прес-реліз: космічний телескоп Джеймса Вебба НАСА очищає критичні тести на розгортання сонячного екрана
- Прес-реліз: Комплексна матеріальна інженерія сонячного екрану телескопа НАСА НАСА
- Відео про космічний журнал: Підйом супертелескопів Частина 2 - Космічні телескопи
