NASA GODDARD SPACE CENTRO DI VOLO, MD - È ipnotizzante! Questa è la sensazione travolgente espressa tra i pochi fortunati che posano i propri occhi sullo specchio primario dorato appena esposto nel cuore del gigantesco James Webb Space Telescope (JWST) della NASA - un sentimento condiviso dal team che costruisce l'osservatorio unico nel suo genere e me stesso durante una visita questa settimana da Space Magazine.
“Ora il telescopio è a coppa [concavo]. Quindi lo vedi in tutta la sua gloria! ” ha dichiarato John Durning, vicedirettore del progetto Webb Telescope, in un'intervista esclusiva con Space Magazine presso il Goddard Space Flight Center della NASA martedì 3 maggio, dopo che le coperture sono state accuratamente rimosse pochi giorni fa da tutti i 18 segmenti di specchi primari e la struttura è stata temporaneamente puntata affronta.
"L'intero sistema di mirroring è stato verificato, integrato e l'allineamento è stato verificato."
È un anno eccezionale per JWST a Goddard in cui ingegneri e tecnici sono ben impegnati nella fase finale di assemblaggio e integrazione della parte di strumenti ottici e scientifici dell'osservatorio colossale che rivoluzionerà la nostra comprensione del cosmo e la sua collocazione. andare avanti ad un ritmo rapido.
JWST è il successore scientifico del telescopio spaziale Hubble di 25 anni della NASA. Diventerà il più grande e potente telescopio spaziale mai costruito dall'umanità dopo il suo lancio tra 30 mesi.
La struttura di volo per la capriata del backplane che contiene gli specchi e gli strumenti scientifici è arrivata a Goddard lo scorso agosto dall'appaltatore principale di Webb Northrop Grumman Aerospace Systems a Redondo Beach, California.
L'accurato lavoro di assemblaggio per mettere insieme lo specchio primario da 6,5 metri di diametro è iniziato poco prima delle vacanze del Ringraziamento 2015, quando la prima unità è stata installata con successo sul segmento centrale del gruppo di supporto dello specchio.
I tecnici di Goddard e Harris Corporation di Rochester, New York, hanno quindi popolato metodicamente il gruppo backplane uno per uno, installando in sequenza l'ultimo segmento di specchio primario a febbraio seguito dal singolo specchio secondario nella parte superiore del massiccio trio di bracci per montaggio su specchio e gli specchi terziari e dello sterzo all'interno dell'Aft Optics System (AOS).
Tutto è proceduto secondo il programma meticolosamente coreografato.
"L'installazione del mirror è andata ben oltre", ha dichiarato Durning a Space Magazine.
“Abbiamo mantenuto il nostro programma per tutto il tempo per l'installazione di tutti i 18 segmenti mirror primari. Quindi la sezione centrale, che è il cono al centro, comprende l'Aft Optics System (AOS). L'abbiamo installato due mesi fa. È andato molto bene. "
La struttura di volo e il gruppo backplane fungono da spina dorsale dei telescopi Webb da $ 8,6 miliardi.
Il prossimo passo è installare il quartetto di osservatori di strumenti di ricerca all'avanguardia, un pacchetto noto come ISIM (Integrated Science Instrument Module), nella struttura della capriata nelle prossime settimane.
"Il telescopio è completamente integrato e ora stiamo facendo gli ultimi ritocchi per prepararci ad accettare il pacchetto di strumenti che inizierà ad accadere alla fine di questa settimana", ha spiegato Durning.
Il sistema di specchi ottici integrato e ISIM formano il treno ottico di Webb.
"Quindi stiamo appena creando la nuova entità di integrazione chiamata OTIS - che è una combinazione di OTE (Optical Telescope Assembly) e ISIM (Integrated Science Instrument Module) insieme".
"Questo è essenzialmente l'intero treno ottico dell'osservatorio!" Durning dichiarato.
"È il percorso fotone critico per il sistema. Quindi lo integreremo nelle prossime settimane. ”
L'entità OTIS combinata di specchi, modulo scientifico e truss backplane pesa 3940 kg e misura 8,66 x 8 "5" (2,6 m) x 2,4 "x 2,4" (2,4 m).
Dopo che OTIS sarà completamente integrato, ingegneri e tecnici trascorreranno il resto dell'anno esponendolo a test ambientali, aggiungendo il blanketry termico e testando il treno ottico, prima di spedire l'enorme struttura al Johnson Space Center della NASA.
"Quindi lo invieremo al Johnson Space Center (JSC) della NASA all'inizio del prossimo anno per fare alcuni test cryovac e la verifica post ambientale del sistema ottico", durante elaborato.
"Nel frattempo Northrup Grumman sta finendo la fabbricazione del parasole e sta completando l'integrazione dei componenti dei veicoli spaziali nei loro pezzi."
“Quindi alla fine del 2017 è quando i due pezzi - la configurazione OTIS e la configurazione del parasole - si incontrano per la prima volta come osservatorio completo. Succede a Northrup Grumman a Redondo Beach. ”
Il treno ottico di Webb è composto da quattro diversi specchi. Abbiamo discusso i dettagli dei mirror, la loro installazione e test.
"Ci sono quattro superfici a specchio", ha detto Durning.
"Abbiamo il grande specchio primario di 18 segmenti, lo specchio secondario seduto sul treppiede sopra di esso e la sezione centrale che assomiglia a una struttura a piramide [AOS] contiene lo specchio terziario e il raffinato specchio dello sterzo."
“L'AOS viene fornito come un pacchetto completo. Che è stato inserito nel mezzo [dello specchio primario]. "
Ciascuno dei 18 segmenti speculari primari a forma esagonale misura poco più di 4,2 piedi (1,3 metri) di diametro e pesa circa 88 libbre (40 chilogrammi). Sono fatti di berillio, ricoperti d'oro e delle dimensioni di un tavolino da caffè.
Nello spazio, la struttura a specchio piegata si svolgerà in sezioni affiancate e lavorerà insieme come un grande specchio da 6,5 metri (21,3 piedi), senza precedenti in termini di dimensioni e capacità di raccolta della luce.
Lo specchio secondario arrotondato solitario si trova nella parte superiore del braccio del treppiede sopra il primario.
Lo specchio terziario e il raffinato specchio dello sterzo si trovano nell'Aft Optics System (AOS), un'unità a forma di cono situata al centro dello specchio primario.
"Quindi il modo in cui funziona è che la luce dello specchio primario rimbalza sul secondario e il secondario rimbalza sul terziario", ha spiegato Durning.
“E poi il terziario - che si trova all'interno di quella struttura AOS - rimbalza sullo specchio dello sterzo. E poi quel retrovisore dirige i fasci di fotoni verso i retrovisori che si trovano sotto nella struttura ISIM. "
“Quindi i fotoni attraversano quel cono AOS. C'è una maschera nella parte superiore che interrompe il percorso in modo da avere una forma fissa del raggio che passa ”.
"È lo specchio terziario che dirige i fotoni verso il raffinato specchio dello sterzo. Il raffinato specchio dello sterzo quindi lo dirige [i fotoni] verso gli specchietti di raccolta che si trovano sotto nella struttura ISIM. "
Quindi l'allineamento tra il sistema AOS e gli specchi primari e secondari del telescopio è incredibilmente critico.
“Lo specchio terziario AOS cattura la luce [dallo specchio secondario] e dirige la luce verso lo specchio dello sterzo. I requisiti per l'allineamento erano esattamente ciò di cui avevamo bisogno. Quindi sono stati progressi eccellenti. "
“Quindi l'intero sistema mirror è stato verificato. Il sistema è stato integrato e l'allineamento è stato verificato. "
La struttura a specchio dorato di Webb è stata inclinata per un brevissimo periodo questa settimana il 4 maggio, come visto in questo video time-lapse della NASA:
Il mirror primario a 18 segmenti del James Webb Space Telescope della NASA è stato rialzato in allineamento verticale nella più grande camera bianca presso il Goddard Space Flight Center dell'agenzia a Greenbelt, nel Maryland, il 4 maggio 2016. Credit: NASA
L'osservatorio gigantesco supererà in modo significativo il potere di raccolta della luce del telescopio spaziale Hubble (HST) della NASA, attualmente il più potente telescopio spaziale mai inviato nello spazio.
Con la struttura del mirror completa, il passo successivo è l'installazione del modulo scientifico ISIM.
A tale scopo, i tecnici hanno spostato con attenzione la struttura a specchio Webb questa settimana nella struttura a cavalletto per clean room.
Come mostrato in questo video time-lapse che abbiamo creato dalle immagini di Webbcam, hanno inclinato la struttura verticalmente, l'hanno ribaltata, l'abbassata di nuovo in orizzontale e poi trasportata attraverso una gru a ponte nella piattaforma di lavoro.
Time-lapse che mostra lo specchio primario a 18 segmenti scoperto del Telescopio Spaziale James Webb della NASA sollevato in posizione verticale, capovolto e abbassato a testa in giù in posizione orizzontale e poi spostato nell'elaborazione del cavalletto nella più grande camera bianca del Goddard Space Flight Center dell'agenzia in Greenbelt, Maryland, 4/5 maggio 2016. Immagini: NASA Webbcam. Time-lapse di Ken Kremer / kenkremer.com / Alex Polimeni
Il telescopio verrà lanciato su un booster Ariane V dal Guiana Space Center di Kourou, Guyana francese nel 2018.
Webb Telescope è un progetto collaborativo internazionale congiunto tra NASA, Agenzia spaziale europea (ESA) e Agenzia spaziale canadese (CSA).
Webb è progettato per guardare la prima luce dell'Universo e sarà in grado di scrutare indietro nel tempo quando si stavano formando le prime stelle e le prime galassie. Studierà anche la storia del nostro universo e la formazione del nostro sistema solare, nonché altri sistemi solari ed esopianeti, alcuni dei quali potrebbero essere in grado di sostenere la vita su pianeti simili alla Terra.
Maggiori informazioni su ISIM nella prossima storia.
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