James Webbi kosmoseteleskoop (JWST) on väga oodatud, kauaoodatud “järgmise põlvkonna” teleskoop, mis loodetavasti vaatab ajaliselt kaugemale ja sügavamale tolmusesse tähte moodustavatesse piirkondadesse, kasutades pikemat lainepikkust ja suuremat tundlikkust kui ükski eelmine kosmoseteleskoop . Sellele järgmisele tasemele viimiseks oleksite lihtsalt mõelnud, et selle murrangulise, ülimagava teleskoobi ehitamiseks tuleb välja töötada uued tehnoloogiad. Teil oleks õigus.
Tegelikult pidid insenerid kasutama ainulaadset šassii, selgroo, mis hoiab kosmoselaeva koos, ehitamiseks pisut takistust.
Unobtainium pole ainult James Cameroni filmis „Avatar” kaevandatud materjali nimi. See on sõna, mida kasutatakse inseneritöös - ja mõnikord ka väljamõeldis -, et kirjeldada mis tahes äärmiselt haruldasi, kulukaid või füüsiliselt võimatuid materjale või seadmeid, mis on vajalikud antud disainilahenduse täitmiseks antud rakenduse jaoks.
JWST - selle integreeritud teadusinstrumendi mooduliks ISIM - on valmistatud kunagi varem valmistatud komposiitmaterjalist, mis pidi vastu pidama ülikülmadele temperatuuridele, mida ta kohtab, kui observatoorium jõuab oma orbiidile 1,5 miljoni kilomeetri (930 000 miili) ulatuses. ) Maalt.
ISIM läbis äsja ülitähtsa testi, mille temperatuur oli Goddardi kosmosekeskkonna simulaatoris - kolmekorruselises termilise vaakumkambris - testimise tsükli vältel temperatuuridel, mis langesid kuni 27 kelvini (-411 kraadi Fahrenheiti) ja on Pluuto pinnast külmem. mis simuleerib kosmoses leiduvaid temperatuuri ja vaakumi tingimusi.
Goddardi kosmoselennukeskuse meeskond, kellele tehti ülesandeks šassii ehitamine, vajas materjali, mis tagaks, et JWST-l olevad mitmesugused instrumendid säilitaksid täpse krüogeense joonduse ja stabiilsuse, kuid säiliksid siiski stardi ajal kogetud äärmuslikud gravitatsioonijõud.
Katse tehti selleks, et välja selgitada, kas autosuurune konstruktsioon vähenes toatemperatuurilt külmuks jahtumisel ja vastavalt prognoositule moonutusele - väga oluline, kuna teadusinstrumendid peavad teleskoobiga 6.5 kogutud valguse vastuvõtmiseks hoidma konstruktsioonis kindlat kohta. -meetri (21,3-jalga) esmane peegel. Kui konstruktsioon külma tõttu kahaneb või moonutatakse ettearvamatul viisil, pole instrumendid enam võimelised andmeid koguma kõige kohta alates esimesest Suurele Paugule järgnenud helendavast valgusest kuni elu toetavate tähesüsteemide moodustumiseni.
Kui nad esimest korda alustasid, polnud seal midagi sellist, mis sobiks kaugelt vajaliku kirjeldusega. Niisiis, see jättis ühe alternatiivi: välja töötada oma veel valmistatava materjali, mida meeskonnaliikmed naljatledes nimetasid "katusetuks". Matemaatilise modelleerimise abil avastas meeskond, et kahe komposiitmaterjali kombineerimisega võiks see luua süsinikkiu / tsüanaadi-estri vaigusüsteemi, mis oleks ideaalne struktuuri ruudukujuliste torude valmistamiseks, mille läbimõõt on 75 mm (3-tolline).
Hiljutise 26-päevase katse ajal ja korduvate katsetsüklitega ei pragunenud Goddardi inseneride konstrueeritud sõrestikulaadne koostu. Struktuur kahanes, nagu ennustati vaid 170 mikronit - nõela laius -, kui see jõudis 27 kelvini (-411 kraadi Fahrenheiti), ületades tunduvalt umbes 500 mikroni suurust kavandatud nõuet. "Kindlasti poleks me suutnud instrumente orbiidil ümber joondada, kui struktuur liiguks liiga palju," ütles ISIMi struktuuri projektijuht Eric Johnson. "Sellepärast pidime veenduma, et oleme kavandanud õige struktuuri."
Seda tüüpi struktuur võiks tulevikus teenida NASA-d järgmise põlvkonna jaoks peale JWST-i ja see võiks olla ka „spinoff“, mida tootjad võiksid pidada kasulikuks selliste konstruktsioonide kavandamisel, mis nõuavad tingimuste suurt tolerantsi.
Allikas: NASA Goddard
