NASAs testkammer i Apollo-æra nu klar til James Webb rumteleskop

NASAs "Kammer A, "et enormt termisk vakuumtestkammer anbragt i NASAs Johnson Space Center i Houston, Texas, er nu klar til at foretage den endelige optiske test på NASAs James Webb -rumteleskop (Webb -teleskop), det største rumobservatorium nogensinde. Et nationalhistorisk vartegn, Kammer A er berømt for at blive brugt til at teste Apollo moon mission hardware, herunder egnede astronauter inde i kammeret af og til. For at teste Webb før lancering, kammeret måtte gennemgå store opgraderinger i de sidste flere år.

Kammer A's opgraderinger blev udført af ingeniører og teknikere fra NASAs Johnson Space Center i Houston, Texas, og NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, herunder deres entreprenør holdkammerater, især fra Jacobs Engineering og Harris Corporation. Nogle ændringer blev foretaget i kammeret og det omgivende anlæg og andre blev foretaget i designet, konstruktion, og installation af testudstyr.

"I dette partnerskab, Johnson vil betjene kammeret, og Goddard vil køre testen, "sagde Paul Geithner, James Webb Space Telescope -projektets tekniske leder. "Vi har kørt flere tests af alt, så vi ved, at det hele virker, før vi bruger det til sommer til at teste flyets hardware, som er teleskopet plus integreret videnskabsinstrumentmodul. "

Webbs teleskop og det integrerede videnskabsinstrumentmodul (ISIM) er to af de tre hovedelementer, der omfatter Webb-teleskopobservatoriets flyvesystem. Den anden er Spacecraft Element (rumfartøjsbus og solskjold), som i øjeblikket er under konstruktion hos Northrop Grumman Aerospace Systems (NGAS) i Redondo Beach, Californien.

Med de opgraderinger, der er nødvendige for at teste Webb-teleskopet endelig fuldført, Kammer A er nu det største højvakuum, kryogen-optisk testkammer i verden. Den er 16,8 meter i diameter og 27,4 meter høj. Hoveddøren alene er 40 fod i diameter (12,2 meter), vejer 40 tons, og åbnes og lukkes hydraulisk.

Ud med det gamle

Noget fra det gamle Apollo-æra blev fjernet, såsom et 'måneplatform'-gulv og solsimuleringslamper med høj intensitet inde fra kammeret. "Derefter, det 50-årige anlægs infrastruktur, som kølevandskølesystemet og aircondition, backup -strøm og strømforsyning, kammerrens luftstrømssystem, og bygningsintegritet (f.eks. tags vejrbestandighed) blev opdateret, forfrisket, og forbedret, " sagde Geithner.

I Med det nye

En af de ting, der blev nybygget og installeret i kammer A, var et koldt gasformigt heliumkølet 'kappe', der gør det muligt for kammeret at nå koldere temperaturer, end det nogensinde havde nået før. Denne tilføjelse var nødvendig, fordi Webbs teleskop og videnskabelige 'instrumenter' (kameraer og spektrometre) vil fungere ved temperaturer på omkring 37 Kelvin (K), som er omkring minus 393 Fahrenheit (F) / minus 236 Celsius (C). Kammer A havde tidligere kun et flydende nitrogenskind inde, og fordi flydende nitrogen er 77K, du kunne ikke få testartikler koldere end det. "Vi tilføjede et koldt heliumgaskappe, som vi har kørt ned til omkring 11K, hvilket er (minus 440 F/minus 262 C, hvilket gør det muligt for os at få teleskopet til dets driftsregime og endda til så lavt som omkring 20K for at nå "overlevelses" temperaturer, " sagde Geithner.

At teste Webb-teleskopet kræver et højt vakuum og ekstremt lave temperaturer. Teleskopet har også brug for et arrangement, der holder det og dets testudstyr i præcis relativ justering inde i kammeret, mens det er isoleret fra alle vibrationskilder, såsom strømmen af ​​kvælstof og helium inde i svøbets VVS og rytmisk pulsering af vakuumpumper. Ingeniørerne installerede en massiv stålplatform, der var ophængt fra seks stålstænger (vibrationsisolatorer) hver cirka 18 fod (18,2 meter) hver og cirka 1,5 tommer (eller 38,1 mm) i diameter, at holde teleskopet og vigtige dele af testudstyr. De installerede sofistikeret optisk teleskoptestudstyr inklusive et interferometer, auto-kollimerende flade spejle, og et system med fotogrammetri 'præcisionsmåling' kameraer, og de har allerede lavet test med et surrogat 'pathfinder' teleskop.

Webb holdes altid i et rent miljø for at forhindre støv og snavs i at forringe dens ydeevne. Indersiden af ​​kammer A er ren, men udpakning, udfolder sig, genfoldning og ompakning af Webb-teleskopet kræver meget plads og skal derfor håndteres uden for kammeret. Så, ingeniører hos NASA Johnson byggede et stort renrum omkring den gabende indgang til kammer A. Renrummet giver plads til, at teleskopet kan hejses fra sin forsendelsescontainer og 'pakkes ud' fra beskyttelsesposer, indsat, roteret fra vandret til lodret, placeret på sin testplatform, og gled til sidst ind i kammeret på skinner og hang på de seks lange ophængsstænger, alt sammen i et ultrarent miljø. Selvom det nye renrum er stort, den er knap nok stor til disse aktiviteter.

"Goddard Space Flight Center og Johnson Space Center var ansvarlige for de enormt vellykkede Hubble Space Telescope service missioner, "sagde Eric P. Smith, programmets direktør, NASA hovedkvarter, Washington. "Det er dejligt at få de to centre til at gå sammen igen til denne kritiske test af Webb, som er den videnskabelige efterfølger til Hubble."

Når teleskoptesten er afsluttet, denne sekvens vil køre i omvendt rækkefølge, og teleskopet vil blive sendt til Northrop Grumman Aerospace i Californien for at møde op med rumfartøjselementet og endelig blive et komplet James Webb Space Telescope-observatorium.

Test, Test, Test

Teleskopet blev transporteret fra NASA Goddard til NASA Johnson den 4. 2017. Efter flere ugers udpakning, indsættelse, og instrumentering til testen, kammerdøren lukkes, og flyhardwaren testes døgnet rundt i 93 dage i træk. I begyndelsen, det vil tage et par uger for alt inde i kammeret at køle ned og nå konstante kryogene temperaturer, og på samme måde i slutningen vil det tage de sidste par uger, før alt igen bliver varmt til stuetemperatur, men hvert minut af hele 93 dage er fyldt med specifikke tests for at kontrollere, at teleskopet fungerer som designet og vil fungere som det skal i rummet.