Il telescopio spaziale James Webb della NASA è visto con il suo rivoluzionario parasole a cinque strati completamente dispiegato, in piedi nella camera bianca di Northrop Grumman a Redondo Beach, California. Credito:NASA/Chris Gunn
Il parasole del James Webb Space Telescope della NASA ha superato un test fondamentale per preparare l'osservatorio per il suo lancio nel 2021. Tecnici e ingegneri hanno completamente dispiegato e teso ciascuno dei cinque strati del parasole, mettendo con successo il parasole nella stessa posizione in cui si troverà a un milione di miglia dalla Terra.
"Questa è stata la prima volta che il parasole è stato dispiegato e messo in tensione dall'elettronica del veicolo spaziale e con il telescopio presente sopra di esso. Di conseguenza, lo spiegamento è visivamente sbalorditivo, ed è stato difficile da realizzare, " ha detto James Cooper, Webb Telescope Sunshield Manager della NASA presso il Goddard Space Flight Center della NASA, Cintura verde, Maryland.
Per osservare parti distanti dell'universo che gli umani non hanno mai visto prima, l'osservatorio Webb è dotato di un arsenale di tecnologie rivoluzionarie, rendendolo il telescopio per la scienza spaziale più sofisticato e complesso mai creato. Tra le più impegnative di queste tecnologie c'è il parasole a cinque strati, progettato per proteggere gli specchi dell'osservatorio e gli strumenti scientifici dalla luce e dal calore, principalmente dal Sole.
Come telescopio ottimizzato per la luce infrarossa, è imperativo che l'ottica e i sensori di Webb rimangano estremamente freddi, e il suo parasole è la chiave per la regolazione della temperatura. Webb richiede un'implementazione di successo dello schermo solare in orbita per raggiungere i suoi obiettivi scientifici.
Dopo aver assemblato con successo l'intero osservatorio, tecnici e ingegneri sono passati a distribuire e tendere completamente tutti e cinque gli strati del suo parasole delle dimensioni di un campo da tennis, che è progettato per mantenere le sue ottiche e sensori all'ombra e lontano da interferenze. Credito:NASA/Chris Gunn
Il parasole separa l'osservatorio in un lato caldo che è sempre rivolto verso il Sole (i modelli termici mostrano che la temperatura massima dello strato più esterno è 383 Kelvin o circa 230 gradi Fahrenheit), e un lato freddo rivolto sempre verso lo spazio profondo (con lo strato più freddo con una temperatura minima modellata di 36 Kelvin, o circa meno 394 gradi Fahrenheit). L'ossigeno presente nell'atmosfera terrestre si congelerebbe solido alle temperature sperimentate sul lato freddo del parasole, e un uovo potrebbe essere facilmente bollito con il calore incontrato nella parte calda.
Webb ha superato altri test di distribuzione durante il suo sviluppo. Altrettanto importante è stata la corretta risoluzione dei problemi scoperti da quei primi dispiegamenti e i test ambientali sull'elemento del veicolo spaziale. Come prima, i tecnici hanno utilizzato pulegge e pesi a compensazione di gravità per simulare l'ambiente a gravità zero che sperimenterà nello spazio. Monitorando attentamente il dispiegamento e il tensionamento di ogni singolo strato, I tecnici Webb assicurano che una volta in orbita, funzioneranno perfettamente.
"Questo test ha dimostrato che il sistema di protezione solare è sopravvissuto ai test ambientali degli elementi dei veicoli spaziali, e ci ha insegnato le interfacce e le interazioni tra il telescopio e le parti dello schermo solare dell'osservatorio, " ha aggiunto Cooper. "Grazie mille a tutti gli ingegneri e tecnici per la loro perseveranza, concentrazione e innumerevoli ore di sforzi per raggiungere questo traguardo."
Il parasole è costituito da cinque strati di un materiale polimerico chiamato Kapton. Ogni strato è rivestito con alluminio depositato a vapore, per riflettere il calore del sole nello spazio. I due strati più caldi rivolti al sole hanno anche un rivestimento di "silicio drogato" (o silicio trattato) per proteggerli dall'intensa radiazione ultravioletta del sole.
Ogni strato del parasole Kapton della NASA Webb ha dimensioni uniche, sagomato, e hanno uno speciale motivo rip-stop per aggiungere resistenza alle membrane sottili come un capello umano. Attestazione:Northrop Grumman
Per raccogliere la luce da alcune delle prime stelle e galassie formatesi dopo il Big Bang, il telescopio aveva bisogno sia del più grande specchio mai lanciato nello spazio, e il parasole che ha l'apertura alare di un intero campo da tennis. A causa delle dimensioni del telescopio, requisiti di forma e prestazioni termiche, il parasole deve essere grande e complesso. Ma deve anche adattarsi all'interno di una carenatura standard del carico utile del razzo da 16 piedi (5 metri) di diametro, e anche distribuire in modo affidabile in una forma specifica, pur sperimentando l'assenza di gravità, senza errori.
Dopo il successo del test del parasole di Webb, i membri del team inizieranno il lungo processo di ripiegamento perfetto del parasole nella sua posizione di riposo per il volo, che occupa uno spazio molto più piccolo rispetto a quando è completamente dispiegato. Quindi, l'osservatorio sarà sottoposto a test elettrici completi e un'ulteriore serie di test meccanici che emulano l'ambiente di vibrazione del lancio, seguito da un ciclo finale di spiegamento e stivaggio a terra, prima del suo volo nello spazio.
Webb sarà il principale osservatorio di scienze spaziali al mondo. Risolverà i misteri nel nostro sistema solare, guarda oltre a mondi lontani intorno ad altre stelle, e sondare le misteriose strutture e origini del nostro universo e il nostro posto in esso. Webb è un progetto internazionale guidato dalla NASA con i suoi partner, ESA (Agenzia Spaziale Europea) e Agenzia Spaziale Canadese.
