Następny teleskop NASA

Rozmieszczenie Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba zaplanowano na 2013 r., dając naukowcom głębszy wgląd w kosmos niż istniejący Kosmiczny Teleskop Hubble'a. Jego zadaniem będzie zbieranie światła podczerwonego z obiektów sprzed ponad 13 miliardów lat, z wykorzystaniem technologii, które do niedawna nie istniały.

Główne zwierciadło nowego teleskopu (poniżej) ma ponad sześć metrów średnicy, a jego powierzchnia jest siedmiokrotnie większa od powierzchni Hubble'a. Rozmiar lustra pozwoli teleskopowi zbierać więcej światła szybciej niż poprzednie teleskopy i osiągnąć lepszą rozdzielczość. Jest niezwykle lekki, z bardzo precyzyjnymi powierzchniami optycznymi, mówi John Decker, zastępca dyrektora projektu w NASA.

Ta historia była częścią naszego wydania z lipca 2007 r.

• Zobacz resztę numeru
• Subskrybuj

Aby zarządzać tak ogromnym lustrem, inżynierowie podzielili je na 18 części, które zostaną złożone razem; zostaną rozłożone, gdy teleskop będzie podróżował do miejsca docelowego. Każdy segment jest szlifowany i polerowany zgodnie z precyzyjnymi specyfikacjami optycznymi (poniżej). Inżynierowie podejmują dodatkowe środki ostrożności, aby uniknąć powtórki katastrofy Hubble'a, w której lustro zostało niewłaściwie oszlifowane i wypolerowane, przez co teleskop wytwarzał zamazane obrazy, dopóki misja serwisowa go nie skorygowała.

Multimedialne

• Zobacz fotoreportaż o nowych technologiach teleskopu.

Lustro teleskopu wykonane jest z berylu, jednego z najlżejszych znanych metali. Na tej stronie znajduje się zbliżenie materiału. Beryl ma wyjątkowe właściwości termiczne, które zapewniają mu stabilną wydajność optyczną w szerokim zakresie temperatur. Przewodzi również ciepło, co pomaga utrzymać stałą temperaturę lustra.

Segmenty lustra będą utrzymywane na miejscu i wspierane przez płytę montażową (poniżej) zbudowaną przez Alliant Techsystems. Ta struktura jest kluczowa, ponieważ utrzymuje lustro w stałym położeniu; każdy niepożądany ruch może zniekształcić obrazy.

Segmenty zwierciadlane będą miały siedem stopni swobody: naukowcy będą mogli przechylać, przechylać i ustawiać je oddzielnie, bez uszczerbku dla ich zdolności do działania jako pojedyncze urządzenie optyczne. Oprogramowanie sterujące segmentami zostało opracowane przez NASA i Ball Aerospace. Aby potwierdzić jego wydajność, inżynierowie firmy Ball zbudowali optyczne stanowisko testowe w skali jednej szóstej (poniżej). Lustra na stanowisku testowym są małą wersją oryginału.

Pełnowymiarowy model teleskopu (poniżej) został wystawiony w styczniu w Seattle. Ma ponad 24 metry długości i waży 12 000 funtów.

Aby pomóc w rejestrowaniu słabych sygnałów z odległych obiektów, inżynierowie Raytheon Vision Systems i Teledyne Technologies zbudowali dwa czułe detektory podczerwieni, które rejestrują fale o średniej i bliskiej podczerwieni. Detektory są odpowiedzialne za przekształcanie zebranych fotonów w elektrony, podobnie jak aparaty cyfrowe, dzięki czemu obrazy gwiazd i galaktyk mogą być rejestrowane elektronicznie. Poniżej detektor średniej podczerwieni jest wystawiany przez naukowca projektu z NASA Jet Propulsion Laboratory, gdzie jest testowany.

Kolejnym wzmocnieniem zdolności teleskopu do wykrywania słabego światła jest mikroprzesłona zbudowana przez inżynierów z NASA Goddard Space Flight Center. Służy jako filtr światła, pozwalając naukowcom wybrać obiekt, który chcą badać i zablokować bliższe, jaśniejsze źródła światła. Za pomocą tego urządzenia teleskop może jednocześnie skutecznie obserwować ponad 100 odległych galaktyk.

Ponieważ teleskop będzie działał w ekstremalnie niskich temperaturach (30 do 55 K), nie może generować ciepła, które mogłoby zagłuszyć promieniowanie, które naukowcy próbują wykryć. Inżynierowie z Northrop Grumman zaprojektowali dużą osłonę przeciwsłoneczną (poniżej), aby blokować ciepło Słońca i Ziemi. Składa się z pięciu warstw pokrytego silikonem kaptonu, który odbija ciepło słoneczne z powrotem w kosmos.

Zanim ukończony teleskop zostanie wysłany w kosmos, milion mil od Ziemi, zostanie przetestowany w komorze termiczno-próżniowej (poniżej) w NASA Johnson Space Center w Houston. Komora ma 19,8 metra średnicy i 36,6 metra wysokości. Same drzwi ważą 40 ton.

Do tej pory komora była używana głównie do testowania obiektów przeznaczonych na niską orbitę okołoziemską, więc będzie musiała przejść szereg modyfikacji, zanim będzie mogła symulować niskie temperatury, jakich doświadczy teleskop Jamesa Webba. Nowe panele chłodzone helem zostaną dodane do istniejących paneli chłodzonych ciekłym azotem, dzięki czemu komora osiągnie temperaturę od 30 do 35 K. Hel będzie również odprowadzał ciepło z paneli.

Teleskop zostanie wprowadzony do komory za pomocą mobilnego dźwigu. Doprowadzenie komory i teleskopu do pożądanej temperatury zajmie od 30 do 40 dni.

Inżynierowie NASA planują rozpocząć testy teleskopu w 2010 roku.

ukryć