NASA nākamais teleskops

Džeimsa Veba kosmosa teleskopu plānots izvietot 2013. gadā, ļaujot zinātniekiem ieskatīties kosmosā dziļāk nekā esošais Habla kosmiskais teleskops. Tās uzdevums būs savākt infrasarkano gaismu no objektiem, kas ir vairāk nekā 13 miljardus gadu veci, izmantojot tehnoloģijas, kas vēl nesen nepastāvēja.

Jaunā teleskopa primārā spoguļa (apakšā) diametrs ir vairāk nekā seši metri, un tā virsmas laukums ir septiņas reizes lielāks nekā Habla. Spoguļa izmērs ļaus teleskopam ātrāk savākt vairāk gaismas nekā iepriekšējie teleskopi un sasniegt labāku izšķirtspēju. Tas ir ārkārtīgi viegls, ar ļoti precīzām optiskām virsmām, saka Džons Dekers, NASA projekta asociētā direktora vietnieks.

Šis stāsts bija daļa no mūsu 2007. gada jūlija numura

• Skatiet pārējo izdevuma daļu
• Abonēt

Lai pārvaldītu tik milzīgu spoguli, inženieri to ir sadalījuši 18 gabalos, kas tiks salocīti kopā; tie tiks atlocīti, kamēr teleskops virzīsies uz galamērķi. Katrs segments ir slīpēts un pulēts atbilstoši precīzām optiskajām specifikācijām (zemāk). Inženieri veic papildu piesardzības pasākumus, lai izvairītos no Habla negadījuma atkārtošanās, kad spogulis tika nepareizi noslīpēts un pulēts, izraisot teleskopa izplūdušos attēlus, līdz servisa misija to noregulēja.

Multivide

• Skatiet foto eseju par teleskopa jaunajām tehnoloģijām.

Teleskopa spogulis ir izgatavots no berilija, kas ir viens no vieglākajiem zināmajiem metāliem. Šajā lapā ir redzams materiāla tuvplāns. Berilijam piemīt izcilas termiskās īpašības, kas nodrošina tam stabilu optisko veiktspēju plašā temperatūru diapazonā. Tas ir arī siltumvadošs, kas palīdz uzturēt spoguļa temperatūru nemainīgu.

Spoguļu segmenti tiks turēti vietā un atbalstīti ar Alliant Techsystems uzbūvēto aizmugures plāksni (zemāk). Šī struktūra ir ļoti svarīga, jo tā notur spoguli stabilu; jebkura nevēlama kustība var izkropļot attēlus.

Spoguļu segmentiem būs septiņas brīvības pakāpes: zinātnieki varēs tos apgāzt, noliekt un fokusēt atsevišķi, neapdraudot to spēju darboties kā vienai optiskai ierīcei. Programmatūru, kas kontrolē segmentus, izstrādāja NASA un Ball Aerospace. Lai apstiprinātu tā veiktspēju, Ball inženieri ir izveidojuši vienas sestās daļas optisko testa stendu (zemāk). Spoguļi pārbaudes stendā ir maza mēroga īstās lietas versija.

Pilna mēroga teleskopa modelis (zemāk) janvārī tika izstādīts Sietlā. Tas ir vairāk nekā 24 metrus garš un sver 12 000 mārciņu.

Lai palīdzētu tai ierakstīt vājus signālus no tālu objektiem, Raytheon Vision Systems un Teledyne Technologies inženieri ir izveidojuši divus jutīgus infrasarkanos detektorus, kas reģistrē vidējo un tuvu infrasarkano viļņu garumu. Detektori ir atbildīgi par savākto fotonu pārvēršanu elektronos, līdzīgi kā to dara digitālā kamera, lai zvaigžņu un galaktiku attēlus varētu ierakstīt elektroniski. Zemāk vidējā infrasarkano staru detektoru izstāda projekta zinātnieks NASA reaktīvo dzinēju laboratorijā, kur tas tiek pārbaudīts.

Vēl vairāk uzlabo teleskopa spēju noteikt vāju gaismu ir mikroslēģis, ko uzbūvējuši NASA Godāras kosmosa lidojumu centra inženieri. Tas kalpo kā gaismas filtrs, ļaujot zinātniekiem izvēlēties objektu, ko viņi vēlas pētīt, un bloķēt tuvākus, spilgtākus gaismas avotus. Ar šīs ierīces palīdzību teleskops var vienlaikus efektīvi novērot vairāk nekā 100 tālu galaktikas.

Tā kā teleskops darbosies ārkārtīgi aukstā temperatūrā (30 līdz 55 K), tas nedrīkst radīt siltumu, kas varētu apslāpēt radiāciju, ko mēģina atklāt zinātnieki. Northrop Grumman inženieri ir izstrādājuši lielu saules vairogu (zemāk), lai bloķētu Saules un Zemes siltumu. Tas sastāv no pieciem ar silīciju pārklāta Kapton slāņiem, lai atspoguļotu Saules siltumu atpakaļ kosmosā.

Pirms pabeigtā teleskopa nosūtīšanas kosmosā, miljons jūdžu attālumā no Zemes, tas tiks pārbaudīts termiskā vakuuma kamerā (zemāk) NASA Džonsona kosmosa centrā Hjūstonā. Kameras diametrs ir 19,8 metri un augstums 36,6 metri. Tās durvis vien sver 40 tonnas.

Līdz šim kamera galvenokārt ir izmantota, lai pārbaudītu objektus, kas paredzēti zemai Zemes orbītai, tāpēc tai būs jāveic virkne modifikāciju, lai tā varētu simulēt aukstās temperatūras, ko piedzīvos Džeimsa Veba teleskops. Esošajiem ar šķidro slāpekli dzesētajiem paneļiem tiks pievienoti jauni ar hēliju dzesējami paneļi, ļaujot kamerā sasniegt temperatūru no 30 līdz 35 K. Hēlijs arī aiznesīs siltumu prom no paneļiem.

Teleskops tiks ievietots kamerā ar mobilā celtņa palīdzību. Kameras un teleskopa sasilšana līdz vajadzīgajai temperatūrai prasīs 30 līdz 40 dienas.

NASA inženieri plāno sākt teleskopa testēšanu 2010. gadā.

paslēpties