Космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST) - це довгоочікуваний, довгоочікуваний телескоп "нового покоління", який, ми сподіваємося, заглянемо назад у часі і глибше в запилені зорі, що утворюють, використовуючи більш довгі хвилі та чутливість, ніж будь-який попередній космічний телескоп . Щоб вивести нас на наступний рівень, ви хотіли б зрозуміти, що для створення цього надзвичайного, величезного телескопа потрібно було б розвивати нові технології. Ви маєте рацію.
Насправді інженерам довелося використати невелику обробку для побудови єдиного в своєму роді шасі - основи, яка буде утримувати космічний корабель разом.
Unobtainium - це не лише назва матеріалу, видобутого у фільмі Джеймса Кемерона "Аватар". Це слово, яке використовується в техніці - а іноді і художній літературі - для опису будь-яких надзвичайно рідкісних, дорогих або фізично неможливих матеріалів чи пристроїв, необхідних для виконання заданої конструкції для даної програми.
Шасі JWST - називається інтегрованим модулем наукових приладів ISIM - виготовляється з ніколи не виготовленого композитного матеріалу, який повинен був витримати надхолодні температури, з якими він зіткнеться, коли обсерваторія досягне своєї орбіти 1,5 мільйона кілометрів (930 000 миль ) із Землі.
ISIM щойно пройшов надзвичайно важливе випробування, переживши температуру, яка знизилася до 27 келвінів (-411 градусів за Фаренгейтом), холоднішою за поверхню Плутона під час циклу випробувань у космічному симуляторі Годдарда - триповерховій термо-вакуумній камері що імітує температурні та вакуумні умови, що знаходяться в просторі.
Команді Центру космічних польотів Годдарда, якій було доручено будувати шасі, потрібен був матеріал, який би гарантував, що різні інструменти на JWST підтримуватимуть чітке кріогенне вирівнювання та стабільність, проте виживають надзвичайні сили тяжіння під час запуску.
Випробування було зроблено, щоб з'ясувати, чи зменшувалась та перекручувалась конструкція розміру автомобіля, як було передбачено, коли вона охолола від кімнатної температури до холодної - дуже важливо, оскільки наукові прилади повинні підтримувати конкретне розташування на споруді, щоб отримувати світло, зібране телескопом 6,5 -метрове (21,3 фута) первинне дзеркало. Якщо конструкція скоротилася або перекрутилася непередбачувано через холод, інструменти вже не змогли б зібрати дані про все, від перших світильних сяйв після Великого вибуху до утворення зіркових систем, здатних підтримувати життя.
Коли вони вперше почалися, там нічого не було, що віддалено відповідало б опису того, що потрібно. Таким чином, це залишило одну альтернативу: розробити власний матеріал, який ще виробляється, який члени команди жартома називають "унобтаїном". Завдяки математичному моделюванню команда виявила, що, поєднуючи два композиційні матеріали, вона може створити систему вуглецевого волокна / цианат-складних ефірних смол, яка була б ідеальною для виготовлення квадратних труб конструкції розміром 75 мм (3 дюйма) в діаметрі.
Під час останнього 26-денного випробування та з повторними циклами тестування кроквяна конструкція, розроблена інженерами Годдарда, не тріснула. Структура зменшилася, як передбачали лише 170 мкм - ширина голки - коли вона досягала 27 кельвінів (-411 градусів Фаренгейта), що значно перевищує проектну вимогу близько 500 мкм. "Ми, звичайно, не змогли б перестроїти інструменти на орбіті, якби структура перемістилася занадто сильно", - сказав керівник проекту ISIM Structure Eric Eric Johnson. "Ось чому нам потрібно було переконатися, що ми створили правильну структуру".
Цей тип конструкції може послужити NASA в майбутньому для наступного покоління, що перевищує JWST, а також може стати «спинофоном», який виробники можуть знайти корисним при розробці конструкцій, які вимагають високої толерантності в умовах.
Джерело: NASA Goddard
