Zephyrnet Logosu

Webb, dokunuşta kritik ayna hizalaması ile hedefe yaklaşır

Tarih:

HİKAYE İÇİN YAZILDI CBS HABERLERİ & İZİNLE KULLANILIR

James Webb Uzay Teleskobu, beş katmanlı güneşliği ve optik elemanları tamamen konuşlandırılmış. Kredi bilgileri: NASA

Dünya'dan otuz gün sonra, James Webb Uzay Teleskobu Pazartesi günü bir milyon mil uzaktaki park yörüngesine girecek ve birinci nesil yıldız ve galaksilerden gelen zayıf kızılötesi ışığı aramak için gökleri taramak için ideal bir nokta olacak.

Ancak oraya gitmek - ve yol boyunca dev bir güneşlik, aynalar ve diğer eklentileri başarıyla yerleştirmek - eğlencenin sadece yarısıydı.

Bilim adamları ve mühendisler şimdi, 10 milyar dolarlık Webb'i, 18 ana ayna parçasını tam olarak hizalayarak, şimdiye kadar başlatılan en büyük 21.3 fit genişliğinde tek bir ayna olarak birlikte çalışacak şekilde, işleyen bir teleskopa dönüştürmek zorundalar.

Bu haftanın başlarında, görev operasyonları ekibi, her bir parçayı yükseltmek için çok günlük bir süreci uzaktan tamamladı ve teleskopun 2.4 fit genişliğindeki ikincil aynası, onları gözlemevinin Noel Günü boyunca sıkıca yerinde tutan fırlatma kilitlerinden yarım inç uzaktaydı. bir Avrupa Ariane 5 roketinin üzerine uzaya tırmanın.

Şimdi tam olarak konuşlandırılan 18 segment şu anda yaklaşık bir milimetre kadar hizalanmış durumda. Teleskopun keskin bir odak elde etmesi için, bu hizalamanın, gerekirse bir parçanın şeklini eğmek ve hatta değiştirmek için birden fazla aktüatör kullanarak insan saçı genişliğinin 1/10,000'i içinde ince ayar yapılması gerekir.

NASA'nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi'ndeki optik teleskop eleman yöneticisi Lee Feinberg, “Birincil aynamız bölümlere ayrılmıştır ve bu bölümlerin ışığın dalga boyunun bir kısmına hizalanması gerekir” dedi. "Mikrondan bahsetmiyoruz, dalga boyunun bir kısmından bahsediyoruz. Webb'in zor yanı bu.”

NASA, hizalandığında ve aletleri kalibre edildiğinde, Webb'in Hubble'dan 100 kat daha güçlü olacağını, kızılötesi ışığa o kadar duyarlı olacağını ve ay kadar uzaktaki bir yaban arısının zayıf ısısını algılayabileceğini söylüyor.

Kredi: Pazartesi günü, Webb, güneş ve Dünya'nın yerçekiminin, uzay aracının minimum miktarda yakıtla yerinde kalabileceği bir istikrar cebi oluşturmak için birleştiği yaklaşık bir milyon mil uzaklıktaki Lagrange Noktası 2'nin etrafında yörüngeye girecek. Kredi bilgileri: NASA

Her bir ayna parçası, üretimleri sırasında yerçekiminin deforme edici etkilerini ve uzayın ultra düşük sıcaklıklarında beklenen büzülmelerini hesaba katan bir reçeteye dayandırıldı. O kadar kesin bir şekilde hesaplandılar ki, biri Amerika Birleşik Devletleri boyutunda havaya uçurulursa, 14,000 fit yüksekliğindeki Rocky Dağları 2 inçten daha kısa olurdu.

Ancak Webb bugün parlak bir yıldızı hedef alsaydı, sonuç 18 ayrı görüntü olurdu "ve korkunç görünecekler, çok bulanık olacaklar," dedi Feinberg bir röportajda, "çünkü birincil ayna segmentleri henüz uyumlu değil.”

Bu, Webb ekibi için bir sonraki büyük engeldir, her bir parçayı küçük artışlarla haritalandırıp eğerek, tam olarak odaklanmış tek bir ışık noktası oluşturmak için bu 18 görüntüyü birleştirir. Tamamlanması birkaç ay sürmesi beklenen, yinelemeli, çok adımlı bir süreçtir.

Ama önce, teleskop, Güneş ve Dünya'nın yerçekiminin, uzay aracının minimum yakıt harcamasıyla yerinde kalmasını sağlayan bir denge cebi oluşturmak üzere birleştiği, Dünya'dan 2 mil uzaklıktaki Lagrange Noktası çevresinde yörüngeye girmelidir.

Aynı zamanda, Webb'in tenis kortu büyüklüğündeki güneşliğinin güneşten, Dünya'dan, aydan ve hatta aksi takdirde teleskopun hassas kızılötesi dedektörlerini kaplayacak olan sıcak gezegenler arası tozdan gelen ısıyı engelleyerek maksimum avantaj için çalışabileceği bir noktadır.

Cumartesi günü itibariyle, ayna segmentleri yaklaşık eksi 340 Fahrenheit'e kadar soğumuştu, bu da yaklaşık eksi 390'lık veya mutlak sıfırın üzerinde 40 dereceden biraz daha az bir çalışma sıcaklığına giden yoldaydı.

Soğuma süreci devam ederken, uzay aracının hızını Lagrange Noktası 4 çevresinde uzak bir yörüngeye oturtmaya yetecek kadar hafif bir 58 mil / saat değiştirmek için Pazartesi günü saat 2:3.4 EST'de 2 dakikalık XNUMX saniyelik bir rota düzeltme itici ateşlemesi planlanıyor. .

Her şey yolunda giderse, teleskop operasyonel ömrünün geri kalanında altı aylık yörüngede kalacak ve istasyon tutma iticisini istasyonda kalmak için periyodik olarak ateşleyecek.

Arkalarında yörünge yerleştirme yanması ile mühendisler, Webb'in zaten karmaşık olan dağıtımının en karmaşık yönlerinden biri olan ayna hizalaması ile ilerleyecekler.

Her 4.3 fit genişliğindeki altıgen birincil ayna segmenti, arka tarafta "hexapod" düzeninde altı mekanik aktüatöre sahiptir ve altı yönde harekete izin verir. Yedinci bir aktüatör, gerekirse eğriliğini çok az bozmak için bir segmentin merkezini itebilir veya çekebilir.

Webb'in birincil aynası, keskin bir odak elde etmek için insan saçı genişliğinin çok küçük bir kısmı içinde hizalanması gereken 18 altıgen altın kaplı berilyum parçasından oluşur. Bu fotoğraf, teleskopun ikinci aynasının uçuş için katlanmış haldeyken fırlatma öncesi hazırlıkları sırasındaki aynayı göstermektedir. Kredi bilgileri: NASA

Webb'in Yakın Kızılötesi Kamerası veya NIRCam, çalışma sıcaklığına soğuduktan sonra, Webb parlak bir yıldıza yönlendirilecek, böylece cihaz 18 parçanın tümünden gelen yansımaları haritalandırarak göreli boyut ve konumlarını gösteren bir mozaik oluşturacak.

Ayna segmentleri daha sonra, her birini doğru şekilde hedeflemek için bir aktüatör ve ardından diğeri kullanılarak birer birer ayarlanacaktır. İşlem devam ettikçe ek mozaikler yapılacak ve sonuçlara bağlı olarak hizalama işleminin tekrarlanması gerekebilir.

Feinberg, "Önemli olan, görüntülerin yaklaşık olarak aynı boyutta olması için 18 birincil ayna parçasının benzer şekilde işaret etmesidir" dedi. "Bazıları çok odaklanmış olabilir ve bu nedenle segment 5'te büyük bir nokta (bulanık yıldız görüntüsü) ve segment 3'te küçük bir nokta alabilirsiniz.”

Amaç, odaklanmamış görüntülerin boyutunu en aza indirgemek için segmentleri gerektiği gibi eğmek ve ardından birden fazla yansımayı teleskopun optik ekseninin merkezinde aynı noktaya taşımaktır; keskin bir şekilde odaklanmış ışık demeti.

Feinberg, "En üst seviyede, bunu yaklaşık aynı seviyeye hizalanmış 18 ayrı teleskop olarak düşünün." Dedi. Ardından 18 noktayı üst üste bindireceğiz. Biz buna görüntü istifleme diyoruz. Görüntülerin birbirinin üzerine düşmesi için birincil ayna parçalarını eğme işlemidir.”

Anahtar, "bu aktüatörlerin gerçekten çok iyi kontrolüne, çok hassas eğimlere ihtiyacınız var, çünkü bu 18 noktanın birbiriyle çok iyi örtüşmesine ihtiyacımız var" dedi.

Herhangi bir segment, altı eğim aktüatöründen birini hiçbir darbe olmadan kaybedebilir. Bir merkez aktüatörün kaybı bile, segmenti hafifçe yukarı veya aşağı hareket ettirerek bir dereceye kadar telafi edilebilir.

Ancak zeminde yapılan kapsamlı testler, yüksek teknolojili aktüatörlerin son derece güvenilir olduğunu gösterdi. Prosedürler, teleskopun alt ölçekli bir modeli kullanılarak fırlatılmadan önce test edildi ve Feinberg, hizalama sürecinin planlandığı gibi çalışacağından emin olduğunu söyledi.

“Aşamalı (düzgün bir şekilde istiflenmiş ve odaklanmış) bir yıldızın görüntüsüne ne zaman sahip olacağız? Sanırım bu Mart ayında, belki de Mart ayının sonunda olacak” dedi.

“Fakat bir sonraki soru şu: Teleskobu, ikincil ayna da dahil olmak üzere, dört enstrümanın tümü için optimize edilmiş olarak ne zaman tam olarak hizalayacağız? Orijinal plan, göreve tam dört ay kala bunu başarmamızı sağladı. Yani Nisan sonu gibi olacak.”

Bu, bilim gözlemlerinin başlaması için hala yeterli olmayacak.

Optik sistem hizalandıktan sonra ekip, bir kamera ve spektrograf kombinasyonu olan NIRCam'ı ve biri Webb'i hedefe kilitli tutmak için gereken ince kılavuz sensörünü içeren teleskopun diğer üç spektrografik enstrümanını test etmeye ve kalibre etmeye odaklanacak.

Bu sürecin tamamlanması iki ay kadar daha sürecek. Ancak o zaman odaklanmış “ilk ışık” görüntüleri halka açıklanacak.

Webb operasyonları proje bilimcisi Jane Rigby, “Dünyanın gördüğü, insanlığın gördüğü ilk görüntülerin, bu 10 milyar dolarlık teleskopa hakkını verdiğinden ve bir yıldıza ait olmadığından emin olmak istiyoruz” dedi. Goddard'da.

"Bu yüzden, bu teleskopun neler yapabileceğini göstermek için tasarlanmış normal bilim operasyonlarına başladığımızda, devreye almanın sonunda bir dizi 'vay' görüntüsü yayınlamayı planlıyoruz… ve gerçekten herkesin çoraplarını kıracak.”

Kaynak: https://spaceflightnow.com/2022/01/22/webb-closes-in-on-destination-with-critical-mirror-alignment-on-tap/

spot_img

En Son İstihbarat

spot_img