Ingegneri e tecnici che lavorano sul telescopio spaziale James Webb hanno completato con successo la prima importante misurazione ottica dello specchio primario completamente assemblato di Webb, chiamato test del centro di curvatura.

Effettuare una misurazione ottica "prima" dello specchio dispiegato del telescopio è fondamentale prima che il telescopio entri in diverse fasi di rigorosi test meccanici. Questi test simuleranno i suoni violenti e gli ambienti di vibrazione che il telescopio sperimenterà all'interno del suo razzo durante la sua uscita nello spazio. Questo ambiente è strutturalmente uno dei più stressanti e potrebbe alterare la forma e l'allineamento dello specchio primario di Webb, che potrebbe degradarsi o, Nel peggiore dei casi, rovinare le sue prestazioni.

Webb è stato progettato e costruito per resistere al suo ambiente di lancio, ma deve essere testato per verificare che sopravviverà effettivamente e non cambierà in alcun modo inaspettato. Effettuare le stesse misurazioni ottiche sia prima che dopo l'ambiente di lancio simulato, testare e confrontare i risultati è fondamentale per lo sviluppo di Webb, assicurando che funzionerà nello spazio.

"Questo è l'unico test dell'intero specchio in cui possiamo utilizzare la stessa attrezzatura durante un test prima e dopo, " disse Ritva Keski-Kuha, il responsabile del test e vicedirettore del telescopio della NASA per Webb presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland. "Questo test mostrerà se ci sono modifiche o danni al sistema ottico".

Per condurre la prova, ingegneri ottici hanno installato un interferometro, il dispositivo principale utilizzato per misurare la forma dello specchio di Webb. Le onde di luce visibile sono lunghe meno di un millesimo di millimetro, e l'ottica come quella di Webb deve essere modellata e allineata in modo ancora più accurato per funzionare correttamente. Effettuare misurazioni della forma e della posizione dello specchio mediante laser previene il contatto fisico e i danni (graffi allo specchio). Quindi gli scienziati usano le lunghezze d'onda della luce per effettuare misurazioni minuscole. Misurando la luce riflessa dall'ottica utilizzando un interferometro, sono in grado di misurare variazioni estremamente piccole di forma o posizione. Un interferometro prende il nome dal processo di registrazione e misurazione dei modelli di increspatura che risultano quando diversi fasci di luce si mescolano e le loro onde si combinano o "interferiscono".

Durante il test condotto da un team della NASA Goddard, Palla aerospaziale di Boulder, Colorado, e lo Space Telescope Science Institute di Baltimora, Maryland, le condizioni di temperatura e umidità nella camera bianca sono state mantenute incredibilmente stabili per ridurre al minimo la deriva nelle misurazioni ottiche sensibili nel tempo. Comunque, nella camera bianca sono sempre presenti minuscole vibrazioni che causano jitter durante le misurazioni, quindi l'interferometro è un 'alta velocità', prendendo 5, 000 'frame' ogni secondo, che è una velocità maggiore rispetto alle vibrazioni di fondo stesse. Ciò consente agli ingegneri di sottrarre il jitter e ottenere buoni risultati, risultati puliti.

Il test Center of Curvature misura la forma dello specchio principale di Webb confrontando la luce riflessa da esso con la luce di un ologramma generato dal computer che rappresenta quello che idealmente dovrebbe essere lo specchio di Webb. Interferendo il raggio di luce di Webb con il raggio dell'ologramma di riferimento, l'interferometro confronta accuratamente i due misurando la differenza con una precisione incredibile. "L'interferometria che utilizza un ologramma generato dal computer è un classico test ottico moderno utilizzato per misurare gli specchi, " ha detto Keski-Kuha.

Con lo specchio più grande di qualsiasi telescopio spaziale, prendere questa misura è una sfida. "Abbiamo passato gli ultimi quattro anni a prepararci per questo test, " ha detto David Chaney, Il principale responsabile della metrologia dello specchio di Webb a Goddard. "Le sfide di questo test includono le grandi dimensioni dello specchio primario, il lungo raggio di curvatura, e il rumore di fondo. Il nostro test è così sensibile che possiamo misurare le vibrazioni degli specchi dovute alle persone che parlano nella stanza".

Dopo che le misurazioni saranno tornate dall'interferometro, il team analizzerà i dati per assicurarsi che gli specchi siano perfettamente allineati prima dei test dell'ambiente di lancio. Il test del Centro di Curvatura sarà ripetuto dopo il test dell'ambiente di lancio ei risultati saranno confrontati per confermare che l'ottica di Webb funzionerà dopo il loro lancio nello spazio.

Il più potente telescopio spaziale mai costruito, il telescopio Webb fornirà immagini delle prime galassie mai formate, ed esplorare i pianeti intorno a stelle lontane. È un progetto congiunto della NASA, l'Agenzia spaziale europea e l'Agenzia spaziale canadese.