Džeimsa Veba kosmiskais teleskops (JWST) ir ļoti gaidītais, ilgi gaidītais “nākamās paaudzes” teleskops, kurš, mēs ceram, atskatīsies vēlāk un dziļāk putekļainās zvaigžņu veidošanās reģionos, izmantojot garākus viļņu garumus un lielāku jutību nekā jebkurš iepriekšējais kosmiskais teleskops. . Lai mūs novirzītu uz nākamo līmeni, jūs domājat, ka būs jāizstrādā jaunas tehnoloģijas, lai varētu uzbūvēt šo revolucionāro, super milzīgo teleskopu. Jums būtu taisnība.
Faktiski inženieriem bija jāizmanto nedaudz bezmērķa, lai izveidotu vienreizēju šasiju - mugurkaulu, kas kopā turēs kosmosa kuģi.
Unobtainium nav tikai Džeimsa Kamerona filmā “Avatar” iegūtā materiāla nosaukums. Tas ir vārds, ko izmanto inženierzinātnēs - un dažreiz arī daiļliteratūrā -, lai aprakstītu jebkuru ārkārtīgi retu, dārgu vai fiziski neiespējamu materiālu vai ierīci, kas nepieciešama, lai izpildītu doto dizainu konkrētam lietojumam.
JWST šasija, ko sauc par integrēto zinātnes instrumentu moduli ISIM, ir izgatavota no nekad iepriekš neražota kompozītmateriāla, kam bija jāiztur īpaši aukstā temperatūra, kāda tā būs, kad observatorija sasniegs savu orbītu 1,5 miljonu kilometru (930 000 jūdzes). ) no Zemes.
ISIM tikko izturēja ārkārtīgi svarīgu testu, izturot temperatūru, kas pazeminājās līdz pat 27 Kelvina (-411 grādiem pēc Fārenheita) un ir aukstāka par Plutona virsmu testa cikla laikā Goddard kosmosa vides simulatorā - trīsstāvu termovakuuma kamerā. kas imitē telpā konstatētos temperatūras un vakuuma apstākļus.
Goddard kosmisko lidojumu centra komandai, kurai uzdots uzstādīt šasiju, bija vajadzīgs materiāls, kas pārliecinātos, ka dažādi JWST instrumenti saglabā precīzu kriogēno izlīdzinājumu un stabilitāti, tomēr izdzīvo ārkārtējos gravitācijas spēkus, kas pieredzēti palaišanas laikā.
Pārbaude tika veikta, lai noskaidrotu, vai automašīnas izmēra konstrukcija ir saraujusies un izkropļota, kā tika prognozēts, kad tā atdzisa no istabas temperatūras līdz aukstai - ļoti svarīgi, jo zinātniskiem instrumentiem jāuztur noteikta vieta konstrukcijā, lai uztvertu teleskopa 6,5 savākto gaismu. -metrs (21,3 pēdas) primārais spogulis. Ja konstrukcija aukstuma dēļ saruka vai izkropļojās neparedzamā veidā, instrumenti vairs nespēs vākt datus par visu, sākot no pirmajām gaismas spīdēm pēc Lielā sprādziena līdz zvaigžņu sistēmu veidošanai, kas spēj atbalstīt dzīvību.
Kad viņi pirmo reizi sāka darboties, tur nebija nekā tāda, kas attālināti atbilstu vajadzīgā aprakstam. Tā nu palika viena alternatīva: sava, vēl izgatavojamā materiāla izstrāde, ko komandas locekļi jokojot sauca par “nesaturošu”. Izmantojot matemātisko modelēšanu, komanda atklāja, ka, apvienojot divus kompozītmateriālus, tas varētu radīt oglekļa šķiedras / cianāta-estera sveķu sistēmu, kas būtu ideāli piemērota struktūras kvadrātveida cauruļu izgatavošanai, kuru diametrs ir 75 mm (3 collas).
Nesenajā 26 dienu testā un ar atkārtotiem testēšanas cikliem Goddard inženieru projektētais kopņu veida montāža nesaplaisāja. Kā prognozēja, tikai par 170 mikroniem - adatas platumā - struktūra saruka, kad tā sasniedza 27 kelvinus (-411 grādus pēc Fārenheita), ievērojami pārsniedzot projektēšanas prasību - aptuveni 500 mikroni. "Mēs, protams, nebūtu varējuši pielāgot instrumentus orbītā, ja struktūra būtu pārvietota par daudz," sacīja ISIM struktūras projekta vadītājs Ēriks Džonsons. "Tāpēc mums bija jāpārliecinās, ka esam izstrādājuši pareizo struktūru."
Šāda veida struktūra nākotnē varētu kalpot NASA nākamajai paaudzei, kas pārsniedz JWST, un tā varētu būt arī “atspēriena punkts”, ko ražotāji varētu izmantot kā noderīgu, projektējot struktūras, kurām ir nepieciešama augsta tolerance apstākļos.
Avots: NASA Goddard
