NASAs James Webb -rumteleskop sidder i kammer A på NASAs Johnson Space Center i Houston og afventer, at den kolossale dør lukkes. Kredit:NASA/Chris Gunn
NASAs James Webb-rumteleskop begyndte en næsten 100-dages kryogen test i et kæmpe kammer i Texas i midten af juli. Komponenter i Webb har tidligere gennemgået lignende tests for at sikre, at de ville fungere i det kolde miljø i rummet. Nu testes alle disse komponenter sammen i det gigantiske termiske vakuum kendt som kammer A på NASAs Johnson Space Center i Houston.
"En kombination af flydende nitrogen og koldt gasformigt helium vil blive brugt til at afkøle teleskopet og videnskabelige instrumenter til deres driftstemperatur under højvakuumoperationer, "sagde Mark Voyton, leder af testindsatsen, der arbejder på NASA Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland.
Næste år, solskærm og rumfartøjsbus til tennisbaner vil blive tilføjet for at udgøre hele observatoriet.
Tidligere test
I begyndelsen af 2016, videnskabsinstrumenterne gennemførte en række lignende kryogene test på NASA Goddard. I måneder, komponenterne blev testet inde i Space Environment Simulator.
Derefter, en "øvelsesmodel" kendt som "Pathfinder" -teleskopet udholdt lignende test i kammer A. Testen bekræftede, at det virkelige eller flyvende Webb -teleskop kunne udføres. NASA øver ofte med øvelsesmodeller for at sikre, at alt kompliceret testudstyr fungerer, og at præcisionstestbetingelserne kan opnås, før en egentlig flyartikel udsættes for test.
I begyndelsen af marts 2017 på NASA Goddard, Webbs spejle og instrumenter afsluttede med succes vibrationer og akustiske miljøtest. Disse test sikrede, at Webb kunne modstå vibrationer og støj, der blev skabt under teleskopets opsendelse i rummet. I øjeblikket, ingeniører analyserer disse data for at forberede en sidste runde af vibrationer og akustiske test, når Webb er forbundet med rumfartøjets bus og solafskærmning næste år.
Afdeling A er forseglet, hvælvelignende dør tårner over ingeniører på NASAs Johnson Space Center i Houston. Kredit:NASA/Chris Gunn
I maj 2017, Webb rejste til NASA Johnson, indtager Pathfinders plads inde i det historiske vakuumkammer, Afdeling A.
Hvordan og hvilket kammer A vil gøre?
Vakuumpumper fjerner næsten 100% af luften fra kammeret. Temperaturerne afkøles i kammer A ved at føre flydende nitrogen og koldt gasformigt helium gennem VVS på svøbene, som fungerer som varmevekslere. Denne proces sænker temperaturerne i kammeret for at simulere forhold i rummet, hvor Webb -teleskopet kredser. "Selvfølgelig forbliver kammeret under vakuum, og kryogenerne strømmer gennem ligklædningsrøret for radiativt at afkøle alt inde i kammeret, "sagde Paul Geithner, Webbs stedfortrædende projektleder - teknisk af NASA Goddard.
Testen er kritisk, fordi disse instrumenter skal fungere ved omkring minus 387 Fahrenheit (minus 232,8 grader Celsius eller 40 Kelvin). Dette er 260 Fahrenheit (126,7 grader Celsius) koldere end nogen temperatur, der nogensinde er registreret på Jordens overflade.
I afdeling A, teleskopet vil blive afkølet, så temperaturerne er stabile og ændres meget lidt med tiden, og derefter opvarmet til stuetemperatur eller "omgivende" betingelser.
Overvågning af testen
I testperioden, forskere og ingeniører vil overvåge teleskopet med temperatursensorer og kameraer i afdeling A.
"For så vidt angår overvågning, der er mange termiske sensorer, der overvåger temperaturerne på teleskopet og støtteudstyret, "sagde Gary Matthews, en ingeniør på Webb -teleskopet ved Goddard. "Vi har også nogle specialiserede kamerasystemer, der giver os mulighed for at kende hardwareens fysiske position inde i kammeret. Det giver os mulighed for at overvåge, hvordan Webb bevæger sig, når det bliver koldere. Endelig, der er en lang række optisk udstyr, som vi vil bruge til at forstå teleskopets ydeevne. "
Hvad er det næste efter kammer A?
Når den ende-til-ende kryo-optiske test er afsluttet på NASA Johnson i efteråret, teleskopet vil rejse til Northrop Grumman i Redondo Beach, Californien, hvor det vil blive integreret med rumfartøjet og solskærmen, og danner dermed James Webb Space Telescope -observatoriet. En gang der, den vil undergå flere tests kaldet "test på observatoriumsniveau". Denne test er den sidste eksponering for et simuleret lanceringsmiljø før flyvning og implementeringstest på hele observatoriet.