211service.com
Gigantyczne lustro do nowego teleskopu kosmicznego
Zdolność teleskopu do zbierania światła z odległych obiektów jest bezpośrednio związana z rozmiarem jego zwierciadeł: im większe zwierciadło, tym więcej światła może zebrać. Dlatego inżynierowie z NASA Goddard Space Flight Center, Northrop Grumman, Ball Aerospace, SSG-L3 Tinsley i AXSYS Technologies zbudowali niezwykle duże, lekkie lustro kriogeniczne. Jego rozmiar pozwoli mu zebrać więcej światła szybciej niż poprzednie teleskopy i z lepszą rozdzielczością. Gigantyczne lustro, które zostanie umieszczone na Kosmicznym Teleskopie Jamesa Webba ( JWST ), zrewolucjonizuje badania nad formowaniem się i ewolucją gwiazd i układów planetarnych.
Testy optyczne: Inżynierowie z Ball Aerospace zbudowali optyczne stanowisko testowe w skali jednej szóstej, aby przetestować technologie dla Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba przed jego wdrożeniem. Widzimy tutaj małą próbną wersję lekkiego lustra kriogenicznego manipulowanego przez technologię wykrywania i kontroli czoła fali. Lustro w pełnej skali będzie składało się z 18 pojedynczych elementów o łącznej średnicy ponad sześciu metrów.
Teleskop Jamesa Webba ma zastąpić Kosmiczny Teleskop Hubble'a w 2013 roku. Jego kluczowy element, nowe lustro, składa się z 18 segmentów, które tworzą łączną powierzchnię prawie 25 metrów kwadratowych – siedmiokrotną powierzchnię lustra teleskopu Hubble'a. mówi John Decker, zastępca dyrektora projektu w NASA. Lustro to jedna z najbardziej rewolucyjnych technologii, które trafią na pokład JWST, mówi Decker. Jest niezwykle lekki, o bardzo precyzyjnych powierzchniach optycznych.
Nowy teleskop NASA będzie przede wszystkim patrzył na wszechświat w widmie podczerwonym; pozostanie nieruchoma względem Ziemi i Słońca w odległości miliona mil od Ziemi. Będzie działać w niesamowicie niskich temperaturach (30 do 55 kelwinów) i dlatego nie będzie w stanie generować ciepła, które mogłoby zalać to, co naukowcy próbują wykryć. W przeciwieństwie do tego, teleskop Hubble'a krąży wokół Ziemi, wykrywając długości fal optycznych i ultrafioletowych za pomocą szklanego lustra, które jest stabilne w tych temperaturach, ale nie byłoby w temperaturach teleskopu Jamesa Webba.
Lustro do nowego teleskopu wykonane jest z berylu, jednego z najlżejszych znanych metali. Materiał ma wyjątkowe właściwości termiczne, dzięki którym jego parametry optyczne pozostają stabilne w szerokim zakresie temperatur. Jest również przewodzący ciepło: to znaczy przewodzi ciepło przez całe lustro, eliminując gradienty temperatury.
Multimedialne
Wideo: Zobacz rozmieszczenie teleskopu kosmicznego Jamesa Webba.
Wideo: Zobacz obserwatorium i budowane lustro.
Pokaz slajdów obrazu: Zobacz lustro główne i model w pełnej skali.
To nie pierwszy raz, kiedy ten materiał został użyty w kosmosie. Zwierciadło główne Teleskopu Kosmicznego Spitzera, który został wystrzelony w sierpniu 2003 roku, również wykorzystuje beryl, ale jego lustro ma tylko trzy czwarte metra średnicy. W przeciwieństwie do tego lustro teleskopu Jamesa Webba ma ponad sześć metrów średnicy, co sprawia, że produkcja jest znacznie większym wyzwaniem, mówi Lee Feinberg, kierownik teleskopu w NASA.
Biorąc pod uwagę ekstremalne rozmiary lustra, inżynierowie podzielili je na 18 oddzielnych części, każda o średnicy około 1,3 metra. Segmenty zostaną złożone razem, jak liście uchylnego stołu, rozkładając się podczas podróży teleskopu do miejsca przeznaczenia.
Inżynierowie podejmują dodatkowe środki ostrożności, aby uniknąć powtórki niefortunnego wypadku teleskopu Hubble'a, w którym lustro zostało faktycznie oszlifowane i wypolerowane do niewłaściwej recepty. W rezultacie obrazy wytworzone przez Hubble'a były zamazane, a NASA została zmuszona do zainstalowania optyki korekcyjnej w misji naprawczej. Ponieważ zwierciadło teleskopu Jamesa Webba jest wykonane z berylu, a nie ze szkła, konkretne metody użyte do jego produkcji różnią się znacznie od tych stosowanych do produkcji lustra Hubble'a. Wiele niezależnych metod pomiarowych, które zaplanowano dla zwierciadeł JWST przed wystrzeleniem, zapewni, że będą one miały prawidłowe zalecenia, mówi Decker.
Zwierciadła będą miały siedem stopni swobody i mogą być indywidualnie sterowane, co pozwoli naukowcom poruszać, przechylać, przechylać i skupiać każdy segment przy użyciu nowej technologii opracowanej specjalnie dla teleskopu.