กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ (JWST) เป็นกล้องโทรทรรศน์“ รุ่นต่อไป” ที่รอคอยมานานซึ่งเราหวังว่าจะมองย้อนกลับไปในเวลาต่อไปและลึกลงไปในพื้นที่ก่อตัวดาวฝุ่นที่ใช้ความยาวคลื่นและความไวมากกว่ากล้องโทรทรรศน์อวกาศก่อนหน้า . เพื่อที่จะนำเราไปสู่ระดับถัดไปคุณต้องคิดว่าจะต้องมีการพัฒนาเทคโนโลยีใหม่เพื่อที่จะได้สร้างกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่พิเศษ คุณพูดถูก
ในความเป็นจริงวิศวกรต้องใช้ unobtainium นิดหน่อยเพื่อสร้างตัวถังที่โดดเด่นซึ่งเป็นกระดูกสันหลังที่จะยึดยานอวกาศไว้ด้วยกัน
Unobtainium ไม่ได้เป็นเพียงชื่อของเนื้อหาที่ขุดในภาพยนตร์เรื่อง "Avatar" ของ James Cameron มันเป็นคำที่ใช้ในงานวิศวกรรม - และบางครั้งนิยาย - เพื่ออธิบายวัสดุหรืออุปกรณ์ที่หายากมากราคาแพงหรือเป็นไปไม่ได้ทางร่างกายที่จำเป็นในการเติมเต็มการออกแบบที่กำหนดสำหรับแอปพลิเคชันที่กำหนด
แชสซีสำหรับ JWST - เรียกว่า Integrated Science Instrument Module ISIM - ทำจากวัสดุคอมโพสิตที่ไม่เคยมีมาก่อนผลิตซึ่งต้องทนต่ออุณหภูมิเย็นจัดที่จะพบเมื่อหอดูดาวไปถึงวงโคจร 1.5 ล้านกิโลเมตร (930,000 ไมล์) ) จากโลก
ISIM เพิ่งผ่านการทดสอบที่สำคัญอย่างยิ่งอุณหภูมิที่รอดพ้นจากอุณหภูมิต่ำสุดที่ 27 เคลวิน (-411 องศาฟาเรนไฮต์) เย็นกว่าพื้นผิวของดาวพลูโตในระหว่างรอบการทดสอบในสภาพแวดล้อมอวกาศจำลองของ Goddard - สุญญากาศสามชั้น ที่จำลองอุณหภูมิและสภาพสุญญากาศที่พบในอวกาศ
ทีมที่ศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดที่ถูกตั้งข้อหาสร้างตัวถังต้องการวัสดุที่จะรับรองเครื่องมือต่าง ๆ ใน JWST จะรักษาแนวการแช่แข็งและความมั่นคงที่แม่นยำ แต่ยังคงรอดจากแรงโน้มถ่วงที่รุนแรงที่สุดในระหว่างการปล่อย
การทดสอบทำเพื่อค้นหาว่าโครงสร้างขนาดรถยนต์หดตัวและบิดเบี้ยวตามที่คาดการณ์ไว้เมื่อเย็นลงจากอุณหภูมิห้องจนถึงเย็นเยียบ - สำคัญมากเนื่องจากเครื่องมือวิทยาศาสตร์จะต้องรักษาตำแหน่งเฉพาะบนโครงสร้างเพื่อรับแสงที่รวบรวมโดยกล้องโทรทรรศน์ 6.5 กระจกหลัก (21.3 ฟุต) หากโครงสร้างหดตัวหรือบิดเบี้ยวในลักษณะที่ไม่สามารถคาดการณ์ได้เนื่องจากความเย็นเครื่องมือจะไม่สามารถรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับทุกสิ่งได้ตั้งแต่แสงเรืองแสงแรกหลังจากบิ๊กแบงจนถึงการก่อตัวของระบบดาวที่สามารถช่วยชีวิตได้
เมื่อพวกเขาเริ่มต้นครั้งแรกไม่มีอะไรในนั้นที่เหมาะสมกับคำอธิบายของสิ่งที่ต้องการ ดังนั้นจึงเหลืออีกทางเลือกหนึ่ง: การพัฒนาวัสดุที่เป็นของตัวเองที่ยังไม่ได้ผลิตซึ่งสมาชิกในทีมพูดติดตลกว่า "unobtainium" ทีมค้นพบว่าด้วยการรวมวัสดุทั้งสองเข้าด้วยกันสามารถสร้างระบบคาร์บอนไฟเบอร์ / cyanate-ester resin ที่เหมาะสำหรับการสร้างท่อสี่เหลี่ยมของโครงสร้างที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 75 มม. (3 นิ้ว)
ในช่วงการทดสอบ 26 วันที่ผ่านมาและด้วยรอบการทดสอบซ้ำชุดประกอบแบบโครงที่ออกแบบโดยวิศวกรก็อดดาร์ดก็ไม่ได้แตก โครงสร้างหดตามที่คาดการณ์ไว้เพียง 170 ไมครอน - ความกว้างของเข็ม - เมื่อถึง 27 เคลวิน (-411 องศาฟาเรนไฮต์) ซึ่งเกินความต้องการออกแบบประมาณ 500 ไมครอน เอริคจอห์นสันผู้จัดการโครงการโครงสร้างของ ISIM กล่าวว่าแน่นอนว่าเราจะไม่สามารถปรับแนวเครื่องมือบนวงโคจรได้หากโครงสร้างนั้นเคลื่อนไหวมากเกินไป “ นั่นเป็นสาเหตุที่เราต้องทำให้แน่ใจว่าเราได้ออกแบบโครงสร้างที่เหมาะสม”
โครงสร้างประเภทนี้สามารถรองรับ NASA ในอนาคตสำหรับรุ่นต่อไปนอกเหนือจาก JWST และยังอาจเป็น“ spinoff” ที่ผู้ผลิตสามารถหาประโยชน์ในการออกแบบโครงสร้างที่ต้องการความทนทานสูงในสภาพ
ที่มา: NASA Goddard
