Stingra pārbaude ir jebkuras veiksmīgas kosmosa misijas pamatā. Džeimsa Veba kosmiskais teleskops (JWST) būs miljons jūdžu attālumā, kad tas izvietos savu misijai kritisko saules vairogu, un, ja tas nedarbojas kā plānots, tas arī ir. Spēle beigusies.
Webb ir vismodernākais kosmosa teleskops, kāds jebkad uzbūvēts. Tas ir infrasarkanais un ļoti jutīgais teleskops. Bet, lai sasniegtu ārkārtēju jutīgumu, kas ļaus tai izpētīt eksoplanetes un tālo, agrīno Visumu, tā ir jātur vēsā. Ļoti foršs. Un tas ir saules vairoga darbs.
Saules aizsargam ir kritiska nozīme teleskopa projektēšanā. Džeimss Vebs atradīsies Lagranža punktā 2 (L2), halo orbītā, kas aiz sevis tur Zemi, Mēnesi un Sauli. Saule ir galvenais teleskopa siltuma avots, un Zeme un Mēness ir tikai sekundāri avoti. Vairogs efektīvi bloķē visu enerģiju, kas nāk no visiem trim šiem ķermeņiem, un uztur “darbības jomu pie tās darba temperatūras zem –220 Celsija (–370 F; 50 K.)
Starp JWST saules aizsarga pusi un “darbības jomu” būs ārkārtīgi liela temperatūras atšķirība. NASA saka, ka saules vairogs var sasniegt 110 C (230 F; 383 K,) temperatūru, kas ir pietiekami karsta, lai vārītu olu, savukārt ēnotā teleskopa puse būs pietiekami auksta, lai iesaldētu skābekli.
“Šī bija pirmā reize, kad kosmosa kuģa elektronika un ar teleskopu, kas atrodas virs tā, ir nolikusi un sasprindzināta. “
Džeimss Kūpers, JWST saules vairogu vadītājs.
Tehniķi un inženieri tikko pabeidza visu piecu saules vairoga slāņu pārbaudi un novietoja vairogu tādā pašā stāvoklī, kādā tas atradīsies L2, 1,6 miljonu km (1 miljons jūdžu) attālumā no Zemes. NASA paziņojumā presei sacīja, ka šajos testos vairoga izvietošanai tika izmantotas pašas kosmosa kuģa konstrukcijas un ka testēšana bija veiksmīga.
“Šī bija pirmā reize, kad kosmosa kuģa elektronika un ar teleskopu, kas atrodas virs tā, ir nolikusi un sasprindzināta. Rezultātā izvietošana ir vizuāli satriecoša, un to bija grūti izpildīt, ”sacīja Džeimss Kūpers, NASA Webb teleskopa saules paneļa vadītājs NASA Goddard kosmosa lidojumu centrā, Grīnbeltā, Merilendā.
Saules aizsargs ir piecu slāņu materiāls, ko sauc par Kaptonu. Katrs no slāņiem ir noteikts biezums, un tos atdala noteikts attālums. Vairogam ir arī vīles un citas funkcijas, kas to pastiprina pret meteoriem. Katrs no slāņiem ir pārklāts ar alumīniju, un diviem slāņiem, kas ir vistuvāk Saulei, 1. un 2. slānim ir tā sauktais “leģēta silīcija” pārklājums, kas atspoguļo Saules ultravioleto enerģiju atpakaļ kosmosā.
"Šis tests parādīja, ka saules aizsardzības sistēma ir izturējusi kosmosa kuģa elementu vides pārbaudi, un iemācīja mums par saskarnēm un mijiedarbību starp teleskopu un observatorijas saules aizsarga daļām," piebilda Kūpers. "Liels paldies visiem inženieriem un tehniķiem par neatlaidību, koncentrēšanos un neskaitāmajām stundām ilgo darbu, lai sasniegtu šo pavērsienu."
Džeimsa Veba kosmosa kuģa autobuss ir aptuveni tikpat liels kā Habls. Bet JWST spogulis ir divreiz lielāks nekā Habla spogulis. Tas ir 6,5 m (21,3 pēdas) diametrs, ar zelta pārklājumu berilija segmentētu spoguli, kas sastāv no 18 sešstūra segmentiem, un kopējais savākšanas laukums ir 25 kvadrātmetri. Faktiski Webb zelta spogulis jau ir kultūras ikona, kaut arī tas vēl nav palaists.
Spogulim jābūt tik lielam, lai sasniegtu savus misijas mērķus, kas cita starpā ietver gaismas novērošanu no pirmajām zvaigznēm un galaktikām Visumā un cita starpā eksoplanētu izpēti. Bet spogulis un nepieciešamais saules nokrāsa ir pārāk lieli, lai ietilptu raķetē. Tāpēc gan spogulis, gan saules ēna ir salocīti palaišanai un tiek izvietoti tikai tad, kad teleskops ir ceļā uz galamērķi, kas ir sarežģīts manevrs. Ne tikai tas, bet arī visi testi tiek veikti Zemes gravitācijas apstākļos, savukārt faktiskā izvietošana notiks bez gravitācijas.
Un tas ir tas, par ko ir visa pārbaude un atkārtotā pārbaude. Atšķirībā no Habla, kuram Zemu Zemes orbītā astronauti varēja piekļūt remontdarbu veikšanai, JWST nav pieejams. Iespējams, ka nākotnes kosmosa kuģis varētu sacensties ar Džeimsu Vebu, lai labotu visas bruto izvietošanas kļūdas. Bet komponentus nevar aizstāt. Būtībā ir tikai viena iespēja, kā pareizi izvietot spoguli un tā saules vairogu.
Pēc šī svarīgā testa, inženieriem un tehniķiem tagad rūpīgi jānovieto saules aizsargs palaišanas konfigurācijā, saliekot to precīzajā pozīcijā, kas nepieciešama veiksmīgai izvietošanai. Pēc tam vēl testi.
Joprojām ir jāveic visaptveroši elektriskie testi, kā arī mehāniskie testi, kas imitē spēkus, ko “joma piedzīvos, palaižot Ariane 5 raķeti, kas to nogādās kosmosā. Pēc tam notiks vēl viens Džeimsa Veba izvietošanas pārbaudījums un pēdējais iespaids.
Palaišana ir paredzēta 2021. gada 30. martā. JWST, kurai sākotnēji bija paredzēts sākt darboties no 2007. līdz 2011. gadam, ir bijušas vairākas kavēšanās. Tā ir sarežģīta misija un sarežģīta, dārga tehnoloģija. NASA ir galvenā izstrādātāja, taču gan Eiropas Kosmosa aģentūra, gan Kanādas Kosmosa aģentūra ir devušas ievērojamu ieguldījumu.
Kad tā atrodas savā halo orbītā L2 un ja izvietošana norit labi, tā veiks revolucionāro darbu. Un, cerams, mēs aizmirsīsim visus kavējumus.
Vairāk:
- Paziņojums presei: NASA Džeimsa Veba kosmiskais teleskops notīra kritisko saules aizsarga izvietojuma pārbaudi
- Paziņojums presei: NASA Webb teleskopa saules aizsargstikla sarežģītā materiālu inženierija
- Žurnāls “Kosmoss”: Superteleskopu pieaugums, 2. daļa - Kosmosa teleskopi
