NASA GODDARD SPACE FLIGHT CENTER, MD - Det er betagende! Det er den overvældende følelse, der kommer til udtryk blandt de heldige få, der sætter deres egne øjenkugler på det nyligt udsatte gyldne primære spejl i hjertet af NASAs mammut James Webb Space Telescope (JWST) - et følelse, der deles af teamet, der bygger det enestående observatorium og mig selv under et besøg i Space Magazine denne uge.
”Teleskopet er kop op nu [konkav]. Så du ser det i al sin herlighed! ” sagde John Durning, Webb-teleskopets viceprojektleder, i en eksklusiv samtale med Space Magazine på NASA's Goddard Space Flight Center tirsdag den 3. maj, efter at dækslerne var omhyggeligt fjernet for kun få dage siden fra alle 18 primære spejlsegmenter og strukturen blev midlertidigt peget med ansigtet opad.
”Hele spejlsystemet er tjekket ud, integreret og justeringen er kontrolleret.”
Det er et bannerår for JWST på Goddard, hvor ingeniører og teknikere er langt inde i den endelige monterings- og integrationsfase af den optiske og videnskabelige instrumentdel i det kolossale observatorium, der vil revolutionere vores forståelse af kosmos og vores sted det i. Og de er bevæger sig i et hurtigt tempo.
JWST er den videnskabelige efterfølger for NASAs 25 år gamle Hubble-rumteleskop. Det bliver det største og mest magtfulde rumteleskop nogensinde bygget af menneskeheden, efter at det lanceres 30 måneder fra nu af.
Flystrukturen til bagpladsmonteringsstolen, der indeholder spejle og videnskabsinstrumenter, ankom til Goddard i august sidste år fra Webb hovedentreprenør Northrop Grumman Aerospace Systems i Redondo Beach, Californien.
Det omhyggelige montagearbejde for at dele det primære spejl på 6,5 meter i diameter begyndte lige før Thanksgiving 2015-ferie, da den første enhed med succes blev installeret på det centrale segment af spejlet, der holder bagplanet.
Teknikere fra Goddard og Harris Corporation i Rochester, New York befolket derefter metodisk backplane-enheden en efter en, og installerede i rækkefølge det sidste primære spejlsegment i februar efterfulgt af det ene sekundære spejl øverst på den massive trio med spejlmonteringsbomme og tertiær- og styrespejle inde i Aft Optics System (AOS).
Alt fortsatte i henhold til den omhyggeligt koreograferede tidsplan.
“Spejlinstallationen gik meget godt,” fortalte Durning til Space Magazine.
”Vi har opretholdt vores tidsplan hele tiden for installation af alle 18 primære spejlsegmenter. Derefter midterste sektion, som er keglen i midten, omfattende Aft Optics System (AOS). Vi installerede det for to måneder siden. Det gik meget godt. ”
Flystrukturen og backplane-samlingen tjener som $ 8,6 milliarder webb-teleskoper rygraden.
Det næste trin er at installere observatoriets kvartet med avancerede forskningsinstrumenter, en pakke kendt som ISIM (Integrated Science Instrument Module Module), i fagstrukturen i de næste par uger.
”Teleskopet er fuldt integreret, og vi gør nu de sidste ting for at blive forberedt på at acceptere instrumentpakken, der begynder at ske senere i denne uge,” forklarede Durning.
Det integrerede optiske spejlsystem og ISIM danner Webbs optiske tog.
”Så vi skaber lige nu den nye integrationsenhed kaldet OTIS - som er en kombination af OTE (Optical Telescope Assembly) og ISIM (Integrated Science Instrument Module Module) sammen.”
”Det er i det væsentlige hele observatoriets optiske tog!” Durning oplyste.
”Det er den kritiske fotonsti til systemet. Så det får vi integreret i løbet af de næste par uger. ”
Den kombinerede OTIS-enhed af spejle, videnskabsmodul og bagflyvemaskine vejer 3940 kg (866 lbs) og måler 28'3 ”(8,6 m) x 8” 5 ”(2,6 m) x 7” 10 “(2,4 m).
Efter at OTIS er fuldt integreret, vil ingeniører og teknikere tilbringe resten af året på at udsætte det for miljøtestning, tilføje det termiske tæppe og teste det optiske tog - inden de sender den enorme struktur til NASA's Johnson Space Center.
”Så sender vi det til NASAs Johnson Space Center (JSC) i begyndelsen af næste år for at udføre nogle cryovac-test og verifikationen efter det miljømæssige test af det optiske system,” Under udarbejdet.
”I mellemtiden afslutter Northrup Grumman fabrikationen af solskærmen og afslutter integrationen af rumfartøjskomponenter i deres stykker.”
”Så sent i 2017 er det, når de to stykker - OTIS-konfigurationen og solskærmskonfigurationen - mødes for første gang som et fuldt observatorium. Det sker ved Northrup Grumman i Redondo Beach. ”
Webbs optiske tog består af fire forskellige spejle. Vi diskuterede detaljerne i spejle, deres installation og test.
”Der er fire spejleoverflader,” sagde Durning.
"Vi har det store primære spejl på 18 segmenter, det sekundære spejl sidder på stativet over det, og midtsektionen, der ligner en pyramidestruktur [AOS], indeholder det tertiære spejl og det fine styrespejl."
”AOS leveres som en komplet pakke. Det blev indsat i midten af [det primære spejl]. ”
Hvert af de 18 sekskantede formede primære spejlsegmenter måler lidt over 4,2 fod (1,3 meter) på tværs og vejer ca. 40 kg. De er lavet af beryllium, guldbelagt og på størrelse med et sofabord.
I rummet vil den foldede spejlstruktur udfolde sig i side om side-sektioner og arbejde sammen som et stort 21,3 fods (6,5 meter) spejl, uden hidtil uset størrelse og lysopsamlingsevne.
Det ensomme afrundede sekundære spejl sidder øverst på stativbommen over det primære.
Det tertiære spejl og det fine styrespejl sidder i Aft Optics System (AOS), en kegleformet enhed placeret i midten af det primære spejl.
”Så hvordan det fungerer er at lyset fra det primære spejl springer op til det sekundære, og det sekundære springer ned til tertiæret,” forklarede Durning.
”Og så springer tertiæren - som er inden for den AOS-struktur - ned til styrespejlet. Og så styrer spejlet bjælker af fotoner til pick-off spejle, der sidder under i ISIM-strukturen. ”
”Så fotonerne går gennem den AOS-kegle. Der er en maske øverst, der afskærer stien, så vi har en fast form på bjælken, der kommer igennem. ”
”Det er det tertiære spejl, der dirigerer fotonerne til det fine styrespejl. Det fine styrespejl dirigerer derefter det [fotonerne] til pick-up-spejle, der sidder under i ISIM-strukturen. ”
Så justeringen mellem AOS-systemet og teleskopets primære og sekundære spejle er utroligt kritisk.
”AOS-tertiær spejl fanger lyset [fra det sekundære spejl] og leder lyset til styrespejlet. Kravene til tilpasning var netop det, vi havde brug for. Så det var fremragende fremskridt. ”
”Så hele spejlsystemet er tjekket ud. Systemet er integreret, og justeringen er kontrolleret. ”
Webbs gyldne spejlstruktur blev vippet op i en meget kort periode denne uge den 4. maj, som det ses i denne NASA-time-lapse-video:
Det 18-segmenters primære spejl på NASAs James Webb-rumteleskop blev hævet til lodret linie i det største rene rum ved agenturets Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, den 4. maj 2016. Kredit: NASA
Det gargantuanske observatorium vil markant overskride den lysopsamlende kraft fra NASAs Hubble-rumteleskop (HST) - i øjeblikket det mest kraftfulde rumteleskop nogensinde sendt til rummet.
Når spejlstrukturen er færdig, er det næste trin ISIM-videnskabsmodulinstallation.
For at opnå dette flyttede teknikere omhyggeligt Webb-spejlstrukturen i strukturen til det rene rum.
Som vist i denne time-lapse-video, vi oprettede fra Webbcam-billeder, vippede de strukturen lodret, vendte den rundt, sænkede den vandret ned igen og transporterede den derefter via en kran til arbejdsplatformen.
Time-lapse, der viser det afdækkede 18-segmenters primære spejl af NASAs James Webb-rumteleskop, der løftes i lodret position, vippes og sænkes på hovedet til vandret position og derefter flyttes til forarbejdningsgaleri i det største rene rum ved agenturets Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, den 4.-5. Maj 2016. Billeder: NASA Webbcam. Time-lapse af Ken Kremer / kenkremer.com / Alex Polimeni
Teleskopet vil blive lanceret på en Ariane V-forstærker fra Guiana Space Center i Kourou, Fransk Guyana i 2018.
Webb Telescope er et fælles internationalt samarbejdsprojekt mellem NASA, Det Europæiske Rumfartsagentur (ESA) og det canadiske rumfartsagentur (CSA).
Webb er designet til at se på universets første lys og vil være i stand til at kigge tilbage i tiden til, når de første stjerner og de første galakser dannede sig. Det vil også studere historien om vores univers og dannelsen af vores solsystem såvel som andre solsystemer og eksoplaneter, hvoraf nogle kan være i stand til at støtte liv på planeter, der ligner Jorden.
Mere om ISIM i den næste historie.
Se dette rum for mine igangværende rapporter om JWST-spejle, videnskab, konstruktion og test.
Følg med her for Ken's fortsatte jord- og planetariske videnskaber og menneskelige rumfartnyheder.
