A James Webb Űrtávcső (JWST) a várt, régóta várt „következő generációs” távcső, amely reméljük, hogy később visszatekint az időre és a poros csillagképző régiókba mélyebben, hosszabb hullámhosszúsággal és nagyobb érzékenységgel, mint bármelyik korábbi űrteleszkóp. . Annak érdekében, hogy eljuttasson erre a következő szintre, úgy gondolja, hogy új technológiákat kell kifejleszteni ahhoz, hogy felépítsék ezt az úttörő, szuper-hatalmas távcsövet. Igazad lenne.
Valójában a mérnököknek kellett egy kicsit tönkretenniük az egyedülálló alváz felépítését, a gerincét, amely együtt fogja tartani az űrhajót.
Az Unobtainium nemcsak James Cameron „Avatár” című filmjében bányászott anyag neve. Ez egy olyan szó, amelyet a mérnöki munkában - és néha a fikcióban - használnak, hogy leírja minden rendkívül ritka, költséges vagy fizikailag lehetetlen anyagot vagy eszközt, amely egy adott alkalmazás tervezéséhez szükséges.
A JWST alvázát - az integrált tudományos műszer modul ISIM-nek nevezzük - soha nem gyártott kompozit anyagból készültek, amelynek el kellett bírnia azt a szélsőséges hőmérsékletet, amelyet akkor tapasztal, amikor az obszervatórium eléri az 1,5 millió kilométer (930 000 mérföldes) pályáját. ) a Földről.
Az ISIM éppen egy rendkívül fontos tesztet telt el, és olyan hőmérsékleteken is túlélte, amelyek akár 27 Kelvin (-411 Fahrenheit fok) hőmérsékleten is hidegebbek voltak, mint Plútó felülete, a Goddard Űrkörnyezet-szimulátorban végzett tesztelési ciklus során - egy három emeletes hő-vákuumkamrában. amely szimulálja az űrben található hőmérsékleti és vákuumviszonyokat.
A Goddard Űrrepülési Központnak az alváz felépítésével megbízott csapatának olyan anyagokra volt szüksége, amely biztosítja, hogy a JWST-n lévő különféle műszerek pontos kriogén beállítást és stabilitást tartsanak fenn, ugyanakkor fenntartsák az indítás során tapasztalt extrém gravitációs erőket.
A tesztet annak megállapítására végezték el, hogy az autóméretű szerkezet összehúzódik-e és torzult-e, amint azt előre jelezték, amikor szobahőmérséklettől hidegig lehűlt - ez nagyon fontos, mivel a tudományos műszereknek a szerkezeten egy meghatározott helyet kell fenntartaniuk, hogy a teleszkóp által összegyűjtött fényt 6.5 méter (21,3 láb) elsődleges tükör. Ha a szerkezet a hideg következtében kiszámíthatatlanul összehúzódik vagy eltorzul, akkor a műszerek már nem állnak abban a helyzetben, hogy adatokat gyűjtsenek a nagy robbanást követő első világító fényektől az élet támogatására képes csillagrendszerek kialakításáig.
Az első induláskor nem volt semmi olyan, ami távolról megfelelne a szükséges leírásoknak. Tehát ez maradt egy alternatíva: saját, még gyártandó anyag kifejlesztése, amelyet a csapat tagjai tréfásan „unobtainium” -nek neveztek. Matematikai modellezéssel a csoport felfedezte, hogy két kompozit anyag kombinálásával szénszál / cianát-észter gyantarendszert hozhat létre, amely ideális a szerkezet négyzet alakú csöveinek gyártására, amelyek átmérője 75 mm (3 hüvelyk).
A legutóbbi 26 napos teszt során és ismételt tesztelési ciklusokkal a Goddard mérnökei által tervezett rácsos szerkezet nem repedt fel. A szerkezet, amint az előrejelzések szerint mindössze 170 mikronnal - egy tű szélességével - zsugorodott, amikor elérte a 27 Kelvin-t (-411 Fahrenheit fok), messze meghaladva a tervezési követelményt, körülbelül 500 mikront. "Természetesen nem lennénk volna képesek újrahangolni az eszközöket a pályára, ha a szerkezet túl sokat mozogna" - mondta Eric Johnson az ISIM Structure projektmenedzsere. "Ezért kellett megbizonyosodnunk arról, hogy a megfelelő struktúrát megterveztük."
Ez a fajta szerkezet szolgálhat a NASA számára a jövőben a JWST-en kívüli következő generáció számára, és „spinoff” lehet, amelyet a gyártók hasznosnak találhatnak olyan struktúrák tervezésekor, amelyek nagyfokú toleranciát követelnek meg a körülmények között.
Forrás: NASA Goddard
