Test rigorosi sono al centro di qualsiasi missione spaziale di successo. Il James Webb Space Telescope (JWST) sarà a un milione di miglia di distanza quando dispiegherà il suo schermo solare mission-critical, e se non funziona come previsto, è tutto. Gioco finito.
Il Webb è il telescopio spaziale più avanzato mai costruito. È un telescopio a infrarossi e molto sensibile. Ma per raggiungere l'estrema sensibilità che gli permetterà di studiare gli esopianeti e l'universo remoto e remoto, deve essere mantenuto freddo. Molto bello. E quello è il lavoro dello schermo solare.
La protezione solare è fondamentale nella progettazione del telescopio. James Webb sarà a Lagrange Point 2 (L2), in un'orbita alone che tiene dietro la Terra, la Luna e il Sole. Il Sole è la principale fonte di calore per il telescopio, e la Terra e la Luna sono solo fonti secondarie. Lo scudo blocca efficacemente tutta l'energia proveniente da tutti e tre i corpi e mantiene l'oscilloscopio alla sua temperatura operativa, inferiore a -220 gradi Celsius (-370 F; 50 K.)
Ci sarà un'estrema differenza di temperatura tra il lato del parasole del JWST e il lato dell'oscilloscopio. La NASA afferma che lo schermo solare può raggiungere temperature di 110 C (230 F; 383 K) abbastanza calde da far bollire un uovo, mentre il lato ombreggiato del telescopio sarà abbastanza freddo da congelare l'ossigeno.
“Questa è stata la prima volta che il parasole è stato installato e messo in tensione dall'elettronica del veicolo spaziale e con il telescopio presente sopra di esso. “
James Cooper, JWST Sun-shield Manager.
I tecnici e gli ingegneri hanno appena completato i test su tutti e cinque i livelli dello schermo solare e hanno messo lo schermo nella stessa posizione in cui si troverà a L2, a 1,6 milioni di km (1 milione di miglia) dalla Terra. La NASA ha dichiarato in un comunicato stampa che tali test hanno utilizzato i sistemi del veicolo spaziale per distribuire lo scudo e che i test hanno avuto esito positivo.
“Questa è stata la prima volta che il parasole è stato installato e messo in tensione dall'elettronica del veicolo spaziale e con il telescopio presente sopra di esso. Di conseguenza, la distribuzione è visivamente sbalorditiva ed è stato difficile da realizzare ", ha dichiarato James Cooper, Webb Telescope Sunshield Manager della NASA presso il Goddard Space Flight Center della NASA, Greenbelt, Maryland.
Lo schermo solare è composto da cinque strati di un materiale chiamato Kapton. Ciascuno degli strati ha uno spessore specifico e sono separati da una distanza specifica. Lo scudo ha anche cuciture e altre caratteristiche che lo rinforzano contro le meteore. Ciascuno degli strati è rivestito di alluminio e i due strati più vicini al Sole, gli strati 1 e 2, hanno quello che viene chiamato un rivestimento di "silicio drogato" per riflettere l'energia ultravioletta del Sole nello spazio.
"Questo test ha dimostrato che il sistema del parasole è sopravvissuto ai test ambientali degli elementi del veicolo spaziale e ci ha insegnato le interfacce e le interazioni tra il telescopio e le parti del parasole dell'osservatorio", ha aggiunto Cooper. "Mille grazie a tutti gli ingegneri e tecnici per la loro perseveranza, concentrazione e innumerevoli ore di sforzo per raggiungere questo traguardo."
L'autobus spaziale di James Webb ha circa le stesse dimensioni dell'Hubble. Ma lo specchio di JWST è il doppio di quello di Hubble. È uno specchio segmentato in berillio rivestito in oro con diametro di 6,5 m (21,3 piedi) composto da 18 segmenti esagonali, con un'area di raccolta combinata di 25 metri quadrati. In effetti, lo specchio d'oro di Webb è già un'icona culturale, anche se non è stato lanciato.
Lo specchio deve essere così grande da raggiungere i suoi obiettivi di missione, tra cui l'osservazione della luce delle prime stelle e galassie nell'universo e lo studio degli esopianeti, tra le altre cose. Ma lo specchio e il parasole richiesto sono troppo grandi per stare in un razzo. Ecco perché sia lo specchio che l'ombrellone vengono ripiegati per il lancio e dispiegati solo quando il telescopio sta arrivando a destinazione, una manovra complicata. Non solo, ma i test vengono tutti eseguiti sulla gravità terrestre, mentre l'effettivo dispiegamento avverrà in assenza di gravità.
E questo è tutto ciò che riguarda tutti i test e i test. A differenza dell'Hubble, che nell'Orbita terrestre bassa era accessibile agli astronauti per le missioni di riparazione, il JWST è fuori portata. È possibile che un futuro veicolo spaziale possa fare i conti con James Webb per correggere eventuali errori grossolani di spiegamento. Ma i componenti non possono essere sostituiti. In sostanza, c'è solo una possibilità per far dispiegare correttamente lo specchio e il suo schermo solare.
Con questo importante test alle spalle, gli ingegneri e i tecnici devono ora riporre con cura lo schermo solare nella configurazione di lancio, ripiegandolo nella posizione esatta richiesta per una corretta installazione. Successivamente, altri test.
Ci sono ancora prove elettriche complete che devono essere eseguite, così come prove meccaniche che imitano le forze che l'oscilloscopio sperimenterà durante il lancio sul razzo Ariane 5 che lo porterà nello spazio. Quindi ci sarà un altro test dello schieramento di James Webb e un ultimo stivaggio.
Il lancio è previsto per il 30 marzo 2021. Vi è stata una serie di ritardi per il JWST, che originariamente avrebbe dovuto essere lanciato tra il 2007 e il 2011. È una missione complicata e una tecnologia complicata e costosa. La NASA è lo sviluppatore principale, ma sia l'Agenzia spaziale europea che l'Agenzia spaziale canadese hanno dato contributi significativi.
Una volta che è nella sua orbita alone a L2, e se la distribuzione va bene, farà un lavoro rivoluzionario. E speriamo di dimenticare tutti i ritardi.
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