Oglinda telescopului Webb de la NASA sparge „cea mai optimistă prognoză” după alinierea finală

NASA spune că „performanța optică a telescopului spațial James Webb (JWST) în curs de dezvoltare… rămâne mai bună decât… cea mai optimistă prognoză” după finalizarea alinierii oglinzii record.

Cu 7 și 14 ani în întârziere de la 2 până la 10 ani, racheta Arianespace Ariane 5 a trimis telescopul Webb în spațiul adânc pe 25 decembrie 2021. Telescopul JWST de 6,2 tone (aproximativ 13.600 lb) a fost aproape jumătate la fel de greu La decolare, precum telescopul spațial Hubble iconic al NASA, în ciuda faptului că a umplut o oglindă fără precedent asemănătoare origami cu mai mult de șase ori suprafața totală de colectare Hubble. Combinația dintre reducerea extremă a masei și complexitatea neobișnuită necesară pentru a lansa o oglindă atât de mare departe de Pământ cu o rachetă precum Ariane 5 ajută la explicarea parțială de ce telescopul Webb a durat atât de mult (~18 ani) și costisitor (~9,7 miliarde de dolari) să fie proiectat. , dezvoltați și construiți.

Cu toate acestea, a fost lansat în sfârșit. Ariane 5 a făcut cea mai mare parte a lucrării, trimițând telescopul pe o traiectorie – cu ajutorul propulsoarelor de la bord – care să-l îndrepte către punctul Lagrange al Soarelui și L2 situat la 1,5 milioane de kilometri (~950.000 mile) de Pământ. Poate cu cea mai mare ușurare din istoria observatoarelor spațiale, procesul extrem de complex de desfășurare a telescopului Webb a fost finalizat fără nicio problemă majoră. La 30 de zile după decolare, telescopul – complet desfășurat – a ajuns pe orbita operațională.

În ultimele patru luni, prin comparație, aproape toată munca JWST s-a concentrat pe aliniamente și calibrări mult mai puțin evidente și mult mai mici. Fiecare dintre cele 18 segmente de oglindă principale ale JWST țin lent, dar sigur, micrometru cu micrometru în poziție, în timp ce suprafețe mari ale telescopului sunt răcite lent la temperaturi ambientale – esențial pentru performanță maximă. În același timp, toate instrumentele inițiale ale Webb au ajuns la prima lumină și au intrat în etapele incipiente de calibrare și punere în funcțiune. Abia după calibrarea minuțioasă a instrumentelor, oglinda este aliniată perfect, iar instrumentele critice sunt răcite la temperaturi de până la -449 ° F (-267 ° C), Webb poate începe să observe universul și să revoluționeze mari subseturi ale științei spațiale.

O vedere interioară a fructelor alinierii. (NASA)

Primul și cel mai important pas – alinierea oglinzii – este acum finalizat. Procesul de aliniere a început în februarie 2022, la șase săptămâni după decolare. Mai întâi, imaginile au fost făcute cu oglinda nealiniată pentru a ajuta la determinarea exactă în ce stare se afla. Unul câte unul, fiecare dintre cele 18 segmente de oglindă Webb a fost mutat individual pentru a determina de ce imagine era responsabilă fiecare oglindă, permițând controlorilor de la sol să focalizeze în mod corespunzător fiecare vedere în oglindă a stelei țintă. Într-un proces cunoscut sub numele de „faze grosiere”, odată ce aceste 18 puncte optice au fost bine rezolvate și atașate la un anumit segment de oglindă, segmentele au fost orientate treptat unul peste altul pentru a produce o singură imagine.

„Coarse” scade sever precizia aproape insondabilă necesară pentru a finaliza mișcarea. Pentru a-și atinge potențialul maxim, fiecare segment de oglindă a telescopului Webb trebuie să fie aliniat în 50 nm unul de altul. Potrivit NASA, „Dacă oglinda Webb inițială avea dimensiunea Statelor Unite, atunci fiecare fragment ar avea dimensiunea Texasului, iar echipa ar trebui să alinieze înălțimile acelor porțiuni de dimensiunea Texasului între ele cu o precizie de aproximativ 1,5 inci.”

Produsul fazelor grosiere – frumos, dar încă neutil din punct de vedere științific. (NASA)

Aceasta este urmată de o creștere subtilă, care implică un set de operații mai ezoterice menite să focalizeze oglinda cât mai complet posibil. Imaginea rezultată a fost apoi modificată pentru a o alinia corect cu câmpul vizual al fiecăruia dintre cele patru instrumente științifice principale ale Webb. În cele din urmă, unii pași ai procesului de aliniere în șapte pași au fost complet reproiectați sau rafinați pentru a optimiza oglinda spre satisfacția creatorilor Earthbound și a potențialilor utilizatori.

În cele din urmă, alinierea telescopului Webb a avut un succes extraordinar, producând o imagine mai clară și mai pură chiar și decât „cele mai optimiste predicții” făcute de inginerii săi. NASA spune că imaginea este atât de detaliată încât a atins efectiv rezoluția fizică a unei oglinzi de dimensiunea telescopului Webb, ceea ce înseamnă că ar trebui să încalce legile cunoscute ale fizicii pentru a rezolva orice alte detalii.

Primele imagini JWST cu oglindă complet aliniată. (NASA)

Odată cu alinierea oglinzii finalizată, JWST mai are doar un singur obstacol major înainte ca operațiunile științifice să poată începe: funcționarea dispozitivului. Punerea în funcțiune este o declarație cuprinzătoare care acoperă gama largă de calibrare, analiză, testare și optimizare necesare pentru a verifica dacă cele patru instrumente majore JWST se comportă conform așteptărilor și efectuează lucrările pentru care sunt proiectate să o facă cât mai precis și fiabil posibil.

La un moment dat, folosirea instrumentelor științifice extrem de complexe devine asemănătoare cu o formă de artă și trebuie să se construiască un anumit grad de încredere între oamenii de știință și instrumentele lor comerciale așteptate înainte ca ei să poată pune cu încredere dalta pe marmură și să înceapă să pătrundă în univers cu lățime și detalii fără precedent. Dacă funcționarea decurge la fel de bine ca desfășurarea și alinierea, echipa JWST poate fi pregătită să captureze și să împărtășească primele observații acționabile ale telescopului din univers încă din iulie 2022.

Oglinda telescopului Webb de la NASA sparge „cea mai optimistă prognoză” după alinierea finală






READ  SpaceX și NASA plănuiesc să ciocnească un satelit cu un asteroid săptămâna viitoare

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.