Testkammer for NASAs nye kosmiske kortmager gør dramatisk indtog

Efter tre års design og konstruktion, en månedslang sejltur over Stillehavet og et løft fra en 30-tons kran, har det tilpassede testkammer til NASAs kommende SPHEREx-mission endelig nået sin destination ved Caltechs Cahill Center for Astronomy and Astrophysics i Pasadena.

SPHEREx (forkortelse for Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization and Ices Explorer) er indstillet til at lancere tidligst i juni 2024, og vil lave et unikt kort over kosmos, der vil indeholde hundreder af millioner af objekter, inklusive stjerner, galakser, stjernedannende områder og andre kosmiske vidundere. I modsætning til ethvert tidligere kort vil det give billeder af individuelle objekter samt et spektrum for hvert punkt på himlen. Spektre kan indeholde en skattekiste af information om kosmiske objekter, herunder deres kemiske sammensætning, alder og afstanden til fjerne galakser.

Med dette dynamiske diagram vil videnskabsmænd være i stand til at besvare spørgsmål om, hvad der skete kort efter big bang, udbredelsen af ​​livsopretholdende molekyler som vandis i vores galakses planetdannende områder, og hvordan galakser begyndte og udviklede sig i løbet af universets levetid.

Men for at SPHEREx kan gøre det muligt, skal teleskopet ikke kun være i stand til at modstå rummets strabadser, men også trives der. Det er her, det brugerdefinerede testkammer kommer ind i billedet. Omtrent på størrelse med en lille SUV og lavet af rustfrit stål, blev det cylindriske kammer bygget af Korean Astronomy and Space Science Institute (KASI), en partner i SPHERex-missionen. Det vil blive brugt til at teste SPHEREx's detektorer (i det væsentlige dets kameraer) og optik (systemet, der opsamler lys fra kosmos).

Koldt lys

Administreret af NASAs Jet Propulsion Laboratory vil SPHEREx registrere infrarødt lys, som menneskelige øjne ikke kan registrere. Nogle gange kaldet varmestråling, udsendes den af ​​varme genstande, herunder stjerner og galakser, såvel som teleskopets instrumenter. Så kammeret er designet til at afkøle detektorerne til omkring minus 350 grader Fahrenheit (ca. minus 200 grader Celsius) for at sikre, at deres egen varme ikke overvælder lyset fra de genstande, de er bygget til at observere.

Men først skal SPHEREx-teamet teste, om detektorerne er i fokus. Dette bestemmes af deres afstand fra optikken, svarende til hvordan flytning af et forstørrelsesglas tættere på eller længere væk fra dit øje bringer objekter ind i eller ud af fokus. Holdet bliver nødt til at få afstanden mellem detektorerne og optikken korrekt til inden for 0,0003 tommer (7,5 mikrometer), eller omkring en tiendedel af bredden af ​​et menneskehår. For at gøre dette vil de pege optikken og detektorerne mod en projiceret kilde af infrarødt lys placeret uden for kammerets vindue, som er lavet af safir, fordi glas blokerer infrarødt. Kilden vil fungere som en stand-in for de objekter, som SPHEREx vil observere i rummet, og det resulterende billede vil fortælle ingeniører, om afstanden er korrekt.

"En række faktorer kan påvirke fokuspositionen af ​​vores instrument, når det kommer ned til dets driftstemperatur," sagde Phil Korngut, SPHEREx instrumentforsker og forsker ved Caltech. "Det er helt essentielt, at vi får denne ting skarpt i fokus, før vi flyver, og den eneste måde at opnå det på er gennem specifik kryogen optisk testning i miljøet leveret af KASI-kammeret."

Kammeret er også tilpasset til at kalibrere SPHERex-spektrometeret, som vil give et spektrum af hvert punkt på himlen.

Lang rejse

I 2018 lancerede KASI en mission kaldet Near-infrared Imaging Spectrometer for Star formation history (NISS), som har ligheder med SPHEREx. Arbejdet på NISS gav KASI-teamet den rigtige erfaring til at bygge det tilpassede kammer.

Efter at have rejst med skib fra Korea til Long Beach, Californien, blev kammeret transporteret nordpå til Caltech. For stor til at passe ind gennem hovedindgangen til sit nye hjem, måtte den køre under bygningen:En 30-tons kran løftede fra en aftagelig sektion af en tilstødende vej og sænkede derefter testkammeret sammen med dets komponenter til en høj -loftet, vinduesløst modtageværelse, uofficielt kendt som "krypten." Kammeret blev derefter kørt ind i SPHEREx testlaboratoriet, hvor det vil blive i omkring 18 måneder, indtil hardwaretestene er afsluttet.

"Ikke kun SPHEREx-teamet hos KASI, men hele det koreanske astronomiske samfund er meget interesserede i SPHEREx-data og dets videnskabelige mål," sagde Woong-Soeb Jeong, hovedefterforsker for SPHEREx for KASI. "Så KASI's deltagelse i SPHEREx-missionen forventes at have en stor indflydelse på forskningen i vores astronomiske samfund. Den arv vil være til stor hjælp til at udvikle vores eget mellem- eller store rumteleskop i fremtiden." + Udforsk yderligere

NASA færdiggør planerne for sin næste kosmiske kortmager