การทดสอบอย่างเข้มงวดเป็นหัวใจสำคัญของภารกิจอวกาศที่ประสบความสำเร็จ กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ (JWST) จะอยู่ห่างออกไปหนึ่งล้านไมล์เมื่อนำไปใช้กับเกราะป้องกันดวงอาทิตย์ที่มีความสำคัญต่อภารกิจและถ้ามันไม่ทำงานตามแผนที่วางไว้ จบเกม.
เวบบ์เป็นกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่ทันสมัยที่สุดเท่าที่เคยมีมา มันเป็นกล้องโทรทรรศน์อินฟราเรดและกล้องที่ไวต่อแสงมาก แต่เพื่อให้ได้ความไวที่สูงมากซึ่งจะช่วยให้สามารถศึกษาดาวเคราะห์นอกระบบและเอกภพยุคเริ่มต้นที่ห่างไกลได้นั้นมันจะต้องมีความเย็นสบาย เด็ดมาก และนั่นเป็นหน้าที่ของบังแดด
โล่ดวงอาทิตย์มีความสำคัญอย่างยิ่งในการออกแบบกล้องโทรทรรศน์ เจมส์เวบบ์จะอยู่ที่ Lagrange Point 2 (L2) ในวงโคจรรัศมีที่ปกป้องโลกดวงจันทร์และดวงอาทิตย์ไว้ข้างหลังมัน ดวงอาทิตย์เป็นแหล่งความร้อนหลักของกล้องโทรทรรศน์และโลกและดวงจันทร์เป็นแหล่งข้อมูลทุติยภูมิ โล่ป้องกันพลังงานทั้งหมดที่มาจากวัตถุทั้งสามอย่างมีประสิทธิภาพและรักษาขอบเขต at ที่อุณหภูมิการทำงานต่ำกว่า -220 องศาเซลเซียส (-370 F; 50 เค)
จะมีความแตกต่างของอุณหภูมิที่รุนแรงระหว่างด้านที่บังแดดของ JWST และด้านขอบเขต. NASA กล่าวว่าแผ่นป้องกันแสงแดดสามารถมีอุณหภูมิสูงถึง 110 C (230 F; 383 K) ร้อนพอที่จะต้มไข่ในขณะที่ด้านกล้องโทรทรรศน์สีเทาจะเย็นพอที่จะแช่แข็งออกซิเจน
“ นี่เป็นครั้งแรกที่มีการติดตั้งกระจกบังแดดและยึดติดกับยานอวกาศอิเล็กทรอนิกส์และมีกล้องโทรทรรศน์อยู่ด้านบน “
James Cooper ผู้จัดการ JWST Sun-shield
ช่างเทคนิคและวิศวกรเพิ่งเสร็จสิ้นการทดสอบชั้นเกราะทั้งห้าของดวงอาทิตย์และวางเกราะไว้ในตำแหน่งเดียวกันมันจะอยู่ที่ L2, 1.6 ล้านกิโลเมตร (1 ล้านไมล์) จากโลก NASA กล่าวในการแถลงข่าวว่าการทดสอบเหล่านั้นใช้ระบบของยานอวกาศในการติดตั้งโล่และการทดสอบประสบความสำเร็จ
“ นี่เป็นครั้งแรกที่มีการติดตั้งกระจกบังแดดและยึดติดกับยานอวกาศอิเล็กทรอนิกส์และมีกล้องโทรทรรศน์อยู่ด้านบน การติดตั้งนั้นน่าประทับใจมากและเป็นเรื่องท้าทายที่จะทำให้สำเร็จ "James Cooper ผู้จัดการ Webshield Telescope Webshield ของ NASA ที่ Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland กล่าว
Sun-shield เป็นวัสดุห้าชั้นที่เรียกว่า Kapton แต่ละชั้นมีความหนาที่เฉพาะเจาะจงและพวกเขาจะถูกคั่นด้วยระยะทางที่เฉพาะเจาะจง โล่ยังมีตะเข็บและคุณสมบัติอื่น ๆ ที่เสริมแรงกับอุกกาบาต แต่ละชั้นเคลือบด้วยอลูมิเนียมและสองชั้นที่อยู่ใกล้กับดวงอาทิตย์เลเยอร์ 1 และ 2 มีสิ่งที่เรียกว่า "ซิลิกอนเจือ" เพื่อสะท้อนพลังงานรังสีอัลตราไวโอเลตของดวงอาทิตย์กลับสู่อวกาศ
“ การทดสอบนี้แสดงให้เห็นว่าระบบ sunshield รอดจากการทดสอบสภาพแวดล้อมขององค์ประกอบยานอวกาศและสอนเราเกี่ยวกับการเชื่อมต่อและปฏิสัมพันธ์ระหว่างกล้องโทรทรรศน์และชิ้นส่วนกระจกของหอดูดาว” Cooper กล่าวเสริม “ ขอขอบคุณวิศวกรและช่างเทคนิคทุกคนสำหรับความเพียรพยายามมุ่งเน้นและพยายามชั่วโมงนับไม่ถ้วนเพื่อให้บรรลุความสำเร็จครั้งนี้”
รถบัสยานอวกาศของ James Webb มีขนาดใกล้เคียงกับฮับเบิล แต่กระจกของ JWST นั้นมีขนาดใหญ่กว่าฮับเบิลเป็นสองเท่า มันมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 6.5 ม. (21.3 ฟุต) กระจกเบริลเลียมแบ่งส่วนที่เคลือบทองซึ่งประกอบด้วยส่วนหกเหลี่ยม 18 ส่วนพร้อมพื้นที่รวบรวม 25 ตารางเมตร อันที่จริงกระจกสีทองของ Webb นั้นเป็นไอคอนทางวัฒนธรรมอยู่แล้วแม้ว่าจะไม่ได้เปิดตัวก็ตาม
กระจกต้องมีขนาดใหญ่พอที่จะบรรลุเป้าหมายของภารกิจซึ่งรวมถึงการสังเกตแสงจากดวงดาวและกาแลกซี่แรกในจักรวาลและศึกษาดาวเคราะห์นอกระบบ แต่กระจกและดวงอาทิตย์ที่ต้องการนั้นใหญ่เกินกว่าจะใส่ในจรวดได้ นั่นเป็นสาเหตุที่ทั้งกระจกและดวงอาทิตย์ถูกพับเก็บเพื่อเปิดตัวและใช้งานได้เมื่อกล้องโทรทรรศน์กำลังจะไปถึงจุดหมายซึ่งเป็นกลอุบายที่ซับซ้อน ไม่เพียงแค่นั้น แต่การทดสอบทั้งหมดทำในแรงโน้มถ่วงของโลกในขณะที่การใช้งานจริงจะเกิดขึ้นในกรณีที่ไม่มีแรงโน้มถ่วง
และนั่นคือการทดสอบและการทดสอบทั้งหมดอีกครั้ง ซึ่งแตกต่างจากฮับเบิลซึ่งอยู่ใน Low-Earth Orbit ซึ่งสามารถเข้าถึงได้โดยนักบินอวกาศเพื่อซ่อมแซมภารกิจ JWST อยู่ไกลเกินเอื้อม เป็นไปได้ว่ายานอวกาศในอนาคตสามารถต่อสู้กับ James Webb เพื่อแก้ไขข้อผิดพลาดในการปรับใช้ขั้นต้น แต่ไม่สามารถเปลี่ยนส่วนประกอบได้ โดยพื้นฐานแล้วมีเพียงโอกาสเดียวที่จะได้กระจกและแผ่นบังแดดถูกติดตั้งอย่างเหมาะสม
ด้วยการทดสอบที่สำคัญนี้อยู่ข้างหลังพวกเขาวิศวกรและช่างเทคนิคจะต้องเก็บโล่ของดวงอาทิตย์ไว้อย่างระมัดระวังในการกำหนดค่าการเปิดตัวโดยพับให้อยู่ในตำแหน่งที่ต้องการเพื่อการติดตั้งที่ประสบความสำเร็จ หลังจากนั้นทดสอบเพิ่มเติม
ยังคงมีการทดสอบระบบไฟฟ้าแบบครบวงจรที่ต้องดำเนินการรวมถึงการทดสอบทางกลที่เลียนแบบแรงที่ขอบเขตจะพบในระหว่างการปล่อยจรวด Ariane 5 ที่จะนำไปสู่อวกาศ จากนั้นจะมีการทดสอบการใช้งานของ James Webb อีกหนึ่งครั้งและการทดสอบขั้นสุดท้าย
กำหนดการเปิดตัวในวันที่ 30 มีนาคม 2564 มีความล่าช้าหลายครั้งสำหรับ JWST ซึ่ง แต่เดิมคาดว่าจะเปิดตัวในช่วงระหว่างปี 2550 ถึง 2554 ซึ่งเป็นภารกิจที่ซับซ้อนและมีเทคโนโลยีที่ซับซ้อนราคาแพง นาซ่าเป็นผู้พัฒนาหลัก แต่ทั้งองค์การอวกาศยุโรปและองค์การอวกาศแคนาดาได้มีส่วนร่วมอย่างมีนัยสำคัญ
เมื่ออยู่ในรัศมีวงโคจรของมันที่ L2 และหากการปรับใช้เป็นไปด้วยดีมันจะทำลายงาน และหวังว่าเราจะลืมความล่าช้าทั้งหมด
มากกว่า:
- ข่าวประชาสัมพันธ์: กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ของนาซ่าล้างการทดสอบการใช้งานที่สำคัญของกระจกหน้ารถ
- ข่าวประชาสัมพันธ์: วิศวกรรมวัสดุเชิงซ้อนของ Webb Telescope Sunshield ของ NASA
- วิดีโอของนิตยสาร Space: Rise of the Supertelescopes ตอนที่ 2 - กล้องโทรทรรศน์อวกาศ
