NASA gennemfører Webb Telescope Center of Curvature-for-test

Ingeniører og teknikere, der arbejder på James Webb -rumteleskopet, gennemførte med succes den første vigtige optiske måling af Webbs fuldt sammensatte primære spejl, kaldet en Center of Curvature test.

At foretage en "før" optisk måling af teleskopets indsatte spejl er afgørende, før teleskopet går ind i flere faser af streng mekanisk testning. Disse test vil simulere de voldsomme lyd- og vibrationsmiljøer, teleskopet vil opleve inde i sin raket på vej ud i rummet. Dette miljø er et af de mest stressende strukturelt og kan ændre formen og tilpasningen af ​​Webbs primære spejl, som kunne nedbrydes eller i værste fald, ødelægge dens præstationer.

Webb er designet og konstrueret til at modstå sit lanceringsmiljø, men det skal testes for at verificere, at det virkelig vil overleve og ikke ændre sig på nogen uventet måde. At foretage de samme optiske målinger både før og efter simuleret lancering af miljøtest og sammenligne resultaterne er grundlæggende for Webb's udvikling, sikre, at det vil fungere i rummet.

"Dette er den eneste test af hele spejlet, hvor vi kan bruge det samme udstyr under en før og efter test, "sagde Ritva Keski-Kuha, testlederen og NASAs viceteleskopchef for Webb på NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. "Denne test viser, om der er ændringer eller skader på det optiske system."

For at gennemføre testen, optiske ingeniører opsætter et interferometer, den vigtigste enhed, der bruges til at måle formen på Webb's spejl. Bølger af synligt lys er mindre end en tusendels millimeter lange, og optik som Webbs skal formes og justeres endnu mere præcist end dette for at fungere korrekt. At foretage målinger af spejlets form og position ved hjælp af lasere forhindrer fysisk kontakt og beskadigelse (ridser i spejlet). Så forskere bruger lysets bølgelængder til at foretage små målinger. Ved at måle lys reflekteret fra optikken ved hjælp af et interferometer, de er i stand til at måle ekstremt små ændringer i form eller position. Et interferometer får sit navn fra processen med at registrere og måle de krusningsmønstre, der opstår, når forskellige lysstråler blandes og deres bølger kombineres eller 'forstyrrer'.

Under testen foretaget af et team fra NASA Goddard, Ball Aerospace of Boulder, Colorado, og Space Telescope Science Institute i Baltimore Maryland, temperatur- og fugtighedsforholdene i renrummet blev holdt utroligt stabile for at minimere drift i de følsomme optiske målinger over tid. Ikke desto mindre, små vibrationer er altid til stede i renrummet, der forårsager rystelser under målinger, så interferometeret er et 'højhastigheds'-mål, tager 5, 000 'rammer' hvert sekund, hvilket er en hurtigere hastighed end selve baggrundsvibrationerne. Dette gør det muligt for ingeniører at trække jitter ud og blive gode, rene resultater.

Center of Curvature-testen måler formen på Webbs hovedspejl ved at sammenligne lys, der reflekteres fra det, med lys fra et computergenereret hologram, der repræsenterer, hvad Webb's spejl ideelt set burde være. Ved at forstyrre lysstrålen fra Webb med strålen fra hologramreferencen, interferometeret sammenligner de to nøjagtigt ved at måle forskellen til utrolig præcision. "Interferometri ved hjælp af et computergenereret hologram er en klassisk moderne optisk test, der bruges til at måle spejle, "sagde Keski-Kuha.

Med det største spejl i ethvert rumteleskop, at tage denne måling er en udfordring. "Vi har brugt de sidste fire år på at forberede denne test, "sagde David Chaney, Webb's primære spejlmetrologi leder ved Goddard. "Udfordringerne ved denne test omfatter den store størrelse af det primære spejl, den lange krumningsradius, og baggrundsstøj. Vores test er så følsom, at vi kan måle spejlenes vibrationer på grund af folk, der taler i rummet. "

Efter at målingerne er kommet tilbage fra interferometeret, vil teamet analysere dataene for at sikre, at spejlene er justeret perfekt inden lanceringsmiljøtestene. Center of Curvature -testen gentages efter lancering af miljøtest og resultaterne sammenlignes for at bekræfte, at Webbs optik fungerer efter deres opsendelse i rummet.

Det mest kraftfulde rumteleskop, der nogensinde er bygget, Webb -teleskopet vil give billeder af de første galakser, der nogensinde er dannet, og udforske planeter omkring fjerne stjerner. Det er et fælles projekt fra NASA, Det europæiske rumagentur og det canadiske rumagentur.