NASAs mest teknisk komplekse rumobservatorium kræver præcision

James Webb Space Telescope er en af ​​de mest ambitiøse og teknisk komplekse missioner, NASA nogensinde har sat fokus på. At bygge et infrarødt observatorium af denne størrelsesorden, magt og kompleksitet er aldrig blevet forsøgt før. For at sikre problemfri drift i rummet, den banebrydende teknologi, der er indbygget i Webb, skal testes grundigt før lancering.

Hele designet af Webb-teleskopet tog år at udvikle og blev specielt konstrueret til at se mere af kosmos end nogensinde før. Det krævede hundredvis af videnskabsmænd, ingeniører, optikeksperter og mange andre for at samle deres viden på en måde, som aldrig var blevet gjort. Stoler på teamwork fra tre fremtrædende rumorganisationer:NASA, Den Europæiske Rumorganisation, og den canadiske rumfartsorganisation, Webb er kommet til at inkludere over 1, 200 mennesker verden over for at bringe verdens nyeste og mest kraftfulde rumteleskop til live.

"Da vi først tænkte på Webb, det var ikke teknisk muligt. Vi skulle lykkes med at opfinde nogle ting, før vi kunne bygge det - ikke ulig Apollo-programmet i denne henseende, " sagde Paul Geithner, Stedfortrædende projektleder - teknisk ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland.

Før konstruktionen af ​​teleskopet overhovedet kunne begynde, videnskabsmænd og ingeniører gav sig til opgaven med at skabe ti nye teknologiske innovationer, som verden aldrig havde set. Kendt som "muliggørende teknologier, "Disse fremskridt er blevet indarbejdet i Webb og vil bane vejen for, at det bliver det mest dygtige videnskabelige observatorium, der nogensinde er bygget. Med næsten 100 gange magten fra sin videnskabelige forgænger, Hubble-rumteleskopet, Webb forventes at afsløre et væld af oplysninger om, hvor vi kom fra, hvordan planeter og stjerner dannes, og vil også blive brugt til at udføre detaljerede analyser af planeter i både vores eget solsystem, og andre steder ude i kosmos.

Et revolutionerende letvægts carbon-kompositmateriale, i stand til at bevare sin stive form til 1/10, 000. af et menneskehår, ved temperaturer nær det absolutte nul danner Webbs backplane og videnskabsinstrumentstøttestrukturer. Dette nye materiale tilbyder enestående belastningsevne, mens de også oplever meget lidt termisk udvidelse og sammentrækning i de ekstreme temperaturer i rummet. Webbs spejlsegmenter begyndte, da berylliummalm blev udvundet i Utah. De rejste over hele USA for at blive dannet, letvægtet, poleret, guldbelagt, og endelig, perfekt placeret på backplane-strukturen ved hjælp af en robotarm.

"Fra et ingeniørmæssigt perspektiv, Webb er ekstraordinært vanskelig. Videnskaben betyder, at det skal være stort, i rummet, og halvdelen af ​​det skal være super koldt. Det betyder, at vi var nødt til at designe den til at folde sammen til turen ud i rummet, så få det udfoldet fejlfrit med fjernbetjeningen. Det kræver også, at vi bygger den kolde optikdel helt forkert, i tyngdekraften og luft ved stuetemperatur, så det bliver helt rigtigt – den rigtige størrelse og form – når det er vægtløst i rummets vakuum, der opererer ved temperaturer så kolde, at luften bliver fast, " sagde Geithner.

Et globalt team af teknikere, ingeniører og videnskabsmænd samarbejdede om at bygge og teste dette revolutionerende teleskop. Ud over rumflyvningens hardware, Webb-missionen krævede konstruktion af samlingsstrukturer for at sammensætte teleskopet, brugen af ​​testfaciliteter for at sikre, at hver komponent er klar til rumflyvningens strabadser, transportskabe for at sende det rundt i landet til service, tekniske kopier kaldet stifindere, og endda et miniature "test-bed" teleskop.

For at sikre, at Webb og al dens nye teknologi vil fungere som forventet i rummet, NASA udsætter med vilje deres rumfartøjer for ekstreme temperaturer i et massivt kryogent kammer kendt som 'Chamber A' i Houston, Texas. Jordforsøg for at simulere opsendelsesinducerede vibrationer eller for at undersøge strukturel styrke har også vist sig at være afgørende for at udvikle et vellykket rumfartøj. For at være sikker på at vurdere alle aspekter af strukturel dynamik, inklusive vibrationer, vibroakustik, modale egenskaber, tab af lydtransmission, og choktest, Webb er blevet bombarderet af en lang række tests, ryster, frysning og gentestning.

James Webb-rumteleskopet bliver verdens førende rumvidenskabelige observatorium. Webb vil løse mysterier i vores solsystem, se ud over til fjerne verdener omkring andre stjerner, og undersøge de mystiske strukturer og oprindelsen af ​​vores univers og vores plads i det. Webb er et internationalt projekt ledet af NASA med dets partnere, European Space Agency (ESA) og Canadian Space Agency (CSA).