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    Il telescopio spaziale James Webb completa i test criogenici finali

    Il telescopio spaziale James Webb della NASA si trova all'interno della camera A del Johnson Space Center della NASA a Houston dopo aver completato i suoi test criogenici il 18 novembre. 2017. Questo ha segnato l'ultimo test criogenico del telescopio, e ha assicurato che l'osservatorio fosse pronto per il gelo, ambiente senz'aria dello spazio. Credito:NASA/Chris Gunn

    La volta simile, diametro di 40 piedi, La porta da 40 tonnellate della camera A del Johnson Space Center della NASA a Houston è stata aperta il 18 novembre. segnalando la fine dei test criogenici per il James Webb Space Telescope della NASA.

    La massiccia apertura della porta della storica camera porta a termine circa 100 giorni di test per Webb, una pietra miliare significativa nel viaggio del telescopio verso la rampa di lancio. Il test del vuoto criogenico è iniziato quando la camera è stata sigillata il 10 luglio, 2017. Scienziati e ingegneri di Johnson sottopongono il telescopio ottico di Webb e il modulo integrato per strumenti scientifici (OTIS) a una serie di test progettati per garantire che il telescopio funzioni come previsto in un clima estremamente freddo, ambiente senz'aria simile a quello dello spazio.

    "Dopo 15 anni di pianificazione, ristrutturazione della camera, centinaia di ore di test di riduzione del rischio, la dedizione di più di 100 persone attraverso più di 90 giorni di test, e sopravvissuto all'uragano Harvey, il test criogenico OTIS è stato un successo eccezionale, "ha detto Bill Ochs, project manager per il James Webb Space Telescope presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland. "Il completamento del test è uno dei passi più significativi nella marcia verso il lancio di Webb".

    Questi test includevano un importante controllo dell'allineamento dei 18 segmenti dello specchio primario di Webb, per assicurarsi che tutto il placcato in oro, segmenti esagonali agivano come un unico, specchio monolitico. Questa è stata la prima volta che l'ottica del telescopio e i suoi strumenti sono stati testati insieme, sebbene gli strumenti fossero stati precedentemente sottoposti a test criogenici in una camera più piccola a Goddard. Ingegneri di Harris Space and Intelligence Systems, con sede a Melbourne, Florida, ha lavorato a fianco del personale della NASA per il test a Johnson.

    "Il team di Harris ha integrato i 18 segmenti di specchi di Webb a Goddard e ha progettato, costruito, e ha aiutato a gestire l'avanzato supporto a terra e le apparecchiature di test ottici presso Johnson, "ha detto Rob Mitrevski, vicepresidente e direttore generale dell'intelligence, sorveglianza, e ricognizione a Harris. "Erano una chiave, consentendo a parte del team di test di successo del telescopio Webb."

    Il team del telescopio Webb ha perseverato con i test anche quando l'uragano Harvey si è schiantato sulla costa del Texas il 25 agosto come uragano di categoria 4 prima di bloccarsi sul Texas orientale e indebolirsi in una tempesta tropicale, dove cadde fino a 50 pollici di pioggia dentro e intorno a Houston. Molti membri del team del telescopio Webb a Johnson hanno sopportato la storica tempesta, lavorando instancabilmente durante i turni notturni per assicurarsi che i test criogenici di Webb non venissero interrotti. Sulla scia della tempesta, alcuni membri del team Webb, compresi i membri del team di Harris, hanno offerto volontariamente il loro tempo per aiutare a pulire e riparare le case intorno alla città, e distribuire cibo e acqua ai bisognosi.

    "Gli individui e le organizzazioni che ci hanno portato a questo traguardo più significativo rappresentano il meglio del meglio. La loro conoscenza, dedizione, ed esecuzione per completare con successo il test come pianificato, anche durante l'uragano Harvey, non può essere sopravvalutato, " ha detto Mark Voyton, James Webb Space Telescope elemento del telescopio ottico e manager di strumenti scientifici integrati presso Goddard. "Ogni membro del team ha fornito conoscenze e approfondimenti critici sulla pianificazione strategica e tattica e sull'esecuzione necessarie per completare tutti gli obiettivi del test, e sono onorato di aver vissuto questa fase dei nostri test con ognuno di loro".

    Prima di raffreddare la camera, gli ingegneri hanno rimosso l'aria da esso, che è durato circa una settimana. Il 20 luglio, gli ingegneri iniziarono a portare la camera, il telescopio, e gli strumenti scientifici del telescopio fino a temperature criogeniche, un processo che ha richiesto circa 30 giorni. Durante il raffreddamento, Webb e i suoi strumenti hanno trasferito il loro calore all'azoto liquido circostante e alle protezioni di elio gassoso freddo nella camera A. Webb è rimasto a temperature "criostabili" per circa altri 30 giorni, e il 27 settembre, gli ingegneri hanno iniziato a riscaldare la camera alle condizioni ambientali (vicino alla temperatura ambiente), prima di pompare nuovamente l'aria e aprire la porta.

    "Con un team integrato da tutti gli angoli del paese, siamo stati in grado di creare uno spazio profondo nella nostra camera e confermare che Webb può funzionare perfettamente mentre osserva gli angoli più freddi dell'universo, " ha detto Jonathan Homan, project manager per i test criogenici di Webb alla Johnson. "Mi aspetto che [Webb] abbia successo, mentre viaggia verso Lagrange punto 2 [dopo il lancio] ed esplora le origini dei sistemi solari, galassie, e ha la possibilità di cambiare la nostra comprensione del nostro universo."

    Mentre Webb era all'interno della camera, isolato dalla luce esterna visibile e infrarossa, gli ingegneri lo hanno monitorato utilizzando sensori termici e sistemi di telecamere specializzati. I sensori termici tenevano sotto controllo la temperatura del telescopio, mentre i sistemi di telecamere tracciavano la posizione fisica di Webb per vedere come i suoi componenti si muovevano minuziosamente durante il processo di raffreddamento. Il monitoraggio del telescopio durante il test ha richiesto lo sforzo coordinato di ogni membro del team Webb di Johnson.

    "Questo team di test ha abbracciato quasi tutte le discipline ingegneristiche che abbiamo su Webb, " ha detto Lee Feinberg, gestore di elementi del telescopio ottico per il telescopio Webb di Goddard. "In ogni area c'era un'incredibile attenzione ai dettagli e un grande lavoro di squadra, per assicurarci di comprendere tutto ciò che è accaduto durante il test e per assicurarci di poter affermare con sicurezza che Webb funzionerà come previsto nello spazio".

    Nello spazio, il telescopio deve essere tenuto estremamente freddo, per poter rilevare la luce infrarossa da molto debole, oggetti lontani. Webb e i suoi strumenti hanno una temperatura operativa di circa 40 Kelvin (o circa meno 387 Fahrenheit / meno 233 Celsius). Poiché lo strumento a medio infrarosso (MIRI) del telescopio Webb deve essere mantenuto più freddo degli altri strumenti di ricerca, si basa su un criorefrigeratore per abbassare la sua temperatura a meno di 7 Kelvin (meno 447 gradi Fahrenheit / meno 266 gradi Celsius).

    Per proteggere il telescopio da fonti esterne di luce e calore (come il Sole, Terra e Luna), nonché dal calore emesso dall'osservatorio, un cinque strati, il parasole delle dimensioni di un campo da tennis agisce come un ombrellone che fornisce ombra. Il parasole separa l'osservatorio in un ambiente caldo, lato esposto al sole (raggiungendo temperature vicine a 185 gradi Fahrenheit / 85 gradi Celsius) e un lato freddo (meno 400 gradi Fahrenheit / meno 240 gradi Celsius). Il parasole impedisce alla luce solare di interferire con i sensibili strumenti del telescopio.

    Gli strumenti scientifici e l'ottica combinati di Webb nel prossimo viaggio alla Northrop Grumman Aerospace Systems a Redondo Beach, California, dove saranno integrati con l'elemento del veicolo spaziale, che è il parasole combinato e l'autobus spaziale. Insieme, i pezzi formano l'osservatorio completo del James Webb Space Telescope. Una volta completamente integrato, l'intero osservatorio sarà sottoposto a più test durante i cosiddetti "test a livello di osservatorio". Questo test è l'ultima esposizione a un ambiente di lancio simulato prima dei test di volo e spiegamento sull'intero osservatorio.

    Webb dovrebbe essere lanciato da Kourou, Guiana francese, nella primavera del 2019.


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