NASA opowiada o wytrzymałości Teleskopu Kosmicznego Jamesa Webba

[KopalniaWiedzy.pl 357]

Niedawno informowaliśmy, że Teleskop Kosmiczny Jamesa Webba pomyślnie przeszedł testy w komorze kriogenicznej. NASA postanowiła przybliżyć kwestię wytrzymałości teleskopu i warunków jakie musi wytrzymać oraz wyzwań jakie stoją przed inżynierami. Na pytania zespołu prasowego NASA odpowiadał Paul Geithner, zastępca kierownika projektu odpowiedzialnego za budowę Teleskopu.

Menedżer wyjaśnił, że testy wibracji, jakie przechodził Teleskop, są prowadzone z dwóch powodów. Pierwszy z nich to sprawdzenie, czy urządzenie wytrzyma wibracje, jakich będzie doświadczał podczas podróży w przestrzeń kosmiczną. Drugi powód, to sprawdzenie, czy całość została dobrze złożona i przetrzyma zarówno lot jak i wieloletnią pracę w przestrzeni kosmicznej.

NASA używa dwóch metod testowych. Dla niższych częstotliwości, od 5 do 100 herców (drgań na sekundę) wykorzystuje się wielką metalową płytę na której został umieszczony teleskop, a płyta porusza się w górę i w dół napędzana wielkim elektromagnesem. Uzyskanie w ten sam sposób częstotliwości powyżej 100 herców byłoby trudne bądź niemożliwe, dlatego też testowane urządzenia umieszczana zostają w komorze akustycznej. Znajdują sie w niej wielkie głośniki, które nadają niezwykle głośne dźwięki o odpowiednich częstotliwościach, wprawiając testowany przedmiot w drgania. Podczas testów Teleskop Webba został poddany dwukrotnie silniejszym wibracjom niż te, jakich doświadczy w czasie misji.

Kolejną ważną próbą był test w komorze kriogenicznej. Po umieszczeniu Webba w Chamber A i zamknięciu drzwi, z komory wypompowano powietrze. Komora ma budowę matrioszki. Wewnątrz znajdują się dwa zestawy osłon. Do zewnętrznych pompowany jest ciekły azot i osiąga ona temperaturę -196 stopni Celsjusza. Pomiędzy wewnętrzne osłony, te z którymi bezpośrednio sąsiadował Webba, wtłoczono hel, a temperatura osłon spadła do -263 stopni Celsjusza. Testowane urządzenia zostały więc poddane działaniu niezwykle niskich temperatur.

Do zbudowania luster teleskopu i niektórych innych struktur użyto berylu. Jest to materiał lekki, sztywny, wytrzymały i w temperaturze, w jakiej będzie pracował Webb, jest stabilny pod względem wymiarów, przestaje się kurczyć i rozszerzać. Wraz ze spadkiem temperatury beryl mocno się kurczy, jednak gdy zostaje schłodzony do około -173 stopni Celsjusza, jego wymiary pozostają stabilne. Poza berylem wykorzystano też stal nierdzewną, tytan, inwar (stop żelaza i niklu) oraz wiele innych metali. Ponadto użyto też takich materiałów jak kompozyty grafenowo-żywiczne czy ceramika z węgliku krzemu.

Jako że Webb będzie pracował daleko poza ochronnym wpływem ziemskiego pola magnetycznego, jego urządzenia wymagały zastosowania dodatkowych osłon przeciwdziałających zabójczemu dla elektroniki promieniowaniu kosmicznemu i słonecznemu. Niemal cała elektronika została umieszczona wewnątrz wielowarstwowych metalowych pudełek. Ta część elektroniki, która będzie znajdowała się po „zimnej” stronie Teleskopu skorzysta z ochrony oferowanej przez osłonę termiczną, w skład której wchodzi m.in. aluminium. Elektronika po „gorącej” stronie, została zaś dodatkowo osłonięta, uziemiona i przygotowana tak, by była bardziej odporna na szkodliwe promieniowanie.

Teleskop Webba nie był tworzony z myślą o jego serwisowaniu. Jednak, jak mówi Geithner, możliwe będzie prowadzenie na nim pewnych prac. W przyszłości robot mógłby uchwycić Webba w tym samym miejscu, w którym zostanie on przymocowany do rakiety nośnej i np. uzupełnić jego zbiorniki paliwa. JWST będzie korzystał z paliwa hipergolowego. W jego przypadku będzie to hydrazyna (N₂H₄) i tetratlenek diazotu (N₂O₄). Teleskop zostanie wyposażony w paliwo na co najmniej 10,5 roku pracy. Jednak ze względu na fakt, że JWST jest niezwykle czułym instrumentem pracującym w podczerwieni, a zatem większość jego elementów musi być utrzymywana w bardzo niskich temperaturach, możliwości serwisowe urządzenia są bardzo ograniczone.

« powrót do artykułu

[Jarkus 30]

 

 

została zaś dodatkowo osłonięta, uziemiona

 

Uziemiona? Jak? :/

[rahl 26]

No jak - to oczywiste, została zakopana w ziemi 

Dlatego się start opóźnia, bo teraz trzeba odkopać.

[Krzychoo 31]

 

 

Uziemiona? Jak? :/

Tak samo jak samochód. Uziemienie = tzw. masa.