Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Teleskop Webba został całkowicie rozłożony

Recommended Posts

Teleskop Webba zakończył rozkładanie głównego zwierciadła. Tym samym największy w historii i najważniejszy od ponad 30 lat teleskop kosmiczny prezentuje się w całej okazałości i z prędkością 1440 km/h podąża w kierunku swojego celu, punktu libracyjnego L2. Obecnie Webb znajduje się w odległości niemal 1 110 000 kilometrów od Ziemi. Do L2 dzieli go 370 000 kilometrów.

Ostatnim etapem rozkładania teleskopu, który musiał być złożony, by zmieścić się do rakiety nośnej, było rozłożenie dwóch bocznych elementów zwierciadła głównego. Operację rozpoczęto wczoraj o godzinie 14:36 czasu polskiego od rozłożenia pierwszego z nich. O godzinie 20:11 inżynierowie potwierdzili, że skrzydło zostało rozłożone i zablokowane w pozycji. Drugi z elementów zaczęto rozkładać dzisiaj o 14:53, a operację zakończono o 19:17.

Teraz kontrola naziemna rozpocznie proces ustawiania lustra. Zwierciadło główne składa się z 18 sześciokątnych elementów, którymi w sumie steruje 126 aktuatorów. Pozycja każdego z elementów będzie dopasowywana przez wiele miesięcy. Później kalibrowane będą instrumenty naukowe. Pierwszych obrazów z Webba możemy spodziewać się około połowy bieżącego roku.
Wkrótce Webba po raz trzeci odpali silniki, by skorygować swój kurs i ustawić się w pozycji odpowiedniej do wejścia na orbitę wokół punktu libracyjnego (punktu Lagrange'a) L2. To cel jego podróży.

Punkt libracyjny (punkt Lagrange'a) to taki punkt w przestrzeni w układzie dwóch ciał powiązanych grawitacją, w którym trzecie ciało o pomijalnej masie może pozostawać w spoczynku względem obu ciał układu. Tutaj mówimy o układzie Słońce-Ziemia i o Teleskopie Webba, czyli trzecim ciele, tym o pomijalnej masie. W układzie takich trzech ciał występuje pięć punktów libracyjnych, oznaczonych od L1 do L5. Na linii Słońce-Ziemia znajdują się trzy z nich. L3 leży za Słońcem z punktu widzenia Ziemi, L1 znajduje się pomiędzy Słońcem a Ziemią, a L2 to miejsce za Ziemią z punktu widzenia Słońca. Zatem L2 był jedyny możliwym do osiągnięcia punktem, w którym osłona termiczna Webba mogła chronić jego zwierciadła i instrumenty naukowe jednocześnie przed ciepłem emitowanym i przez Słońce i przez Ziemię.

Webb nie jest pierwszym urządzeniem w L2. Wcześniej pracowały tam satelita Planck wraz z teleskopem Herschel oraz satelita WMAP.

Wejście Webba na orbitę wokół L2 powinno nastąpić 24 stycznia.

 


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Teleskop Webba (JWST) znajduje się już w odległości ponad 1,3 miliona kilometrów od Ziemi i od kilku dni ustawia swoje zwierciadła główne i wtórne w pozycji wyjściowej. Proces ten potrwa jeszcze kilka dni, gdyż poszczególne segmenty zwierciadła głównego przemieszczają się w ślimaczym tempie rosnącej trawy, ok. 1 mm na dobę. Tymczasem do celu – punktu libracyjnego L2 – teleskopowi pozostało mniej niż 130 000 kilometrów. Najwyższa temperatura po gorącej stronie JWST wynosi 56 stopni Celsjusza, a najniższa po stronie zimnej spadła już do -206 stopni.
      Na czas startu poszczególne segmenty zwierciadła zostały zabezpieczone od tyłu trzema metalowymi kołkami. Teraz muszą się z tych kołków uwolnić, by mogły się poruszać, co pozwoli na ustawienie ich tak, by działały jak jedno wielkie zwierciadło. Każdy z segmentów musi przesunąć się w górę o 12,5 milimetra.
      Wykonanie tej operacji wymaga sporo cierpliwości. Aktuatory poruszające segmentami zaprojektowano tak, by wykonywały niezwykle precyzyjne, niewielkie ruchy. Dzięki temu każdy z fragmentów można ustawić z dokładnością do 10 nanometrów (około 1/10 000 grubości ludzkiego włosa). Taka konstrukcja aktuatorów powoduje jednak, że gdy trzeba wykonać znacznie większe ruchy, potrzeba na to sporo czasu. Co więcej, system kontroli lustra może poruszać tylko jednym aktuatorem w danym momencie. Zdecydowano się na taką architekturę, gdyż jest ona prostsza z punktu widzenia złożoności elektroniki kontrolującej całość oraz bezpieczniejsza, gdyż komputery i czujniki mogą skupić się na monitorowaniu jednego aktualnie działającego aktuatora. Ponadto, aby zmniejszyć ilość ciepła docierającego z aktuatorów do zwierciadła, każdy z aktuatorów może poruszać się tylko przez krótki czas. Dlatego też przesunięcie każdego z segmentów o 12,5 milimetra wymaga sporej ilości czasu.
      Gdy już wszystkie segmenty zostaną uwolnione z zabezpieczeń, rozpocznie się trwający kilka miesięcy proces precyzyjnego ustawiania segmentów tak, by działały jak jedno zwierciadło.
      Na załączonej grafice możecie zobaczyć, a na jakim etapie znajdują się segmenty zwierciadła głównego i zwierciadła wtórnego (SM) w momencie pisania tej informacji. Zwierciadło główne podzielone jest na trzy sekcje, różniące się właściwościami optycznymi. W skład każdej z sekcji wchodzi sześć segmentów. Jak widzimy większość z nich uniosła się już o 7,5 mm i znajduje się 5 mm poniżej ostatecznej pozycji. Jedynie segmenty A3 oraz A6 jeszcze się nie poruszyły. Będą one unoszone osobno, pod koniec całego procesu, gdyż ich czujniki pozycji pracują w inny sposób niż pozostałych.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Inżynierowie rozpoczęli kilkumiesięczny proces precyzyjnego ustawiania zwierciadeł Teleskopu Webba. Praca zaczęła się od sprawdzenia 126 aktuatorów sterujących 18 segmentami zwierciadła głównego oraz 6 aktuatorów sterujących zwierciadłem wtórnym. Wydano też polecenie aktuatorom poruszającym Fine Steering Mirror, by wykonały niewielkie ruchy, potwierdzając, że działają.
      Fine Steering Mirror to lustro umieszczone w AFT Optics Subsystem, czarnym elemencie wystającym ze środka głównego zwierciadła. Odpowiada ono za stabilizację obrazu. Gdy potwierdzono, że aktuatory FSM działają, przystąpiono do poruszania segmentami zwierciadła głównego oraz wtórnego.
      Zwierciadło główne składa się z 18 heksagonalnych modułów, a każdym z nich steruje 6 aktuatorów. Przez najbliższych co najmniej 10 dni aktuatory będą poruszały segmentami oraz zwierciadłem wtórnym, by przemieścić je z bezpiecznej pozycji i amortyzatorów, w których zostały zabezpieczone na czas startu. Miało to zapobiec uszkodzeniu zwierciadeł przez wibracje generowane podczas startu rakiety.
      Odpowiednie ustawienie segmentów zwierciadła głównego tak, by działały jak jedno lustro, to bardzo trudne zadanie, wymagające olbrzymiej precyzji. Jak już wspomnieliśmy, każdy z segmentów sterowany jest przez sześć aktuatorów, a w centrum posiadają kolejny taki element, który odpowiada za ustawienie ich krzywizny. Dopasowanie elementów zwierciadła głównego tak, by działały jak jedno zwierciadło wymaga ustawienia każdego z segmentów z dokładnością sięgającą 1/10 000 grubości ludzkiego włosa. Jest to tym bardziej imponujące osiągnięcie, że to inżynierowie i naukowcy tworzący Webba musieli wymyślić, jak to zrobić, mówi Lee Feinberg, odpowiadający za elementy optyczne teleskopu. Każdy z 18 elementów należy ustawić nieco inaczej.
      Najpierw jednak, przez wiele kolejnych dni segmenty będą uwalniane z konfiguracji startowej. Gdy ten etap się zakończy, specjaliści rozpoczną 3-miesięczną fazę precyzyjnego ustawiania wszystkich segmentów.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Teleskop Webba, znajdujący się niemal milion kilometrów od Ziemi, rozłożył zwierciadło wtórne. Operacja trwała bardzo krótko, szczególnie w porównaniu z wielodniowym, zakończonym sukcesem, rozwijaniem osłony termicznej czy przewidzianym równie długotrwałym rozkładaniem lustra głównego.
      Zwierciadło wtórne to element, który odbija światło zgromadzone przez zwierciadło główne i kieruje je do znajdujących się za nim instrumentów naukowych. Lustro ma 74 centymetry średnicy i zostało umieszczone na trzech wspornikach. To puste tuby o długości 7,6 metra każda. Wykonano je z kompozytu włókna węglowego, a ich ścianki mają grubość około 1 milimetra.
      Proces rozkładania lustra wtórnego został przetestowany tylko raz. Musimy bowiem pamiętać, że Webb został zaprojektowany tak, by pracował w warunkach braku grawitacji. Testy w warunkach ziemskich, gdzie grawitacja wpływa na wszystko, są nie tylko trudne, ale i obarczone dużym ryzykiem.
      Webb korzysta z trzech luster. Najbardziej charakterystyczne z nich to lustro główne o średnicy 6,5 metra. Jest ono wklęsłe i zbiera światło z obserwowanych obiektów. Następnie światło to jest kierowane do wypukłego zwierciadła wtórnego. Odbija się od niego i trafia do płaskiego nieruchomego trzeciego lustra, które koryguje zniekształcenia wywołane przez dwa pierwsze lustra.
      Zwierciadła Webba wykonano z berylu pokrytego złotem. Beryl wybrano, gdyż jest to materiał bardzo lekki, wytrzymały i nie ulega odkształceniom w bardzo niskich temperaturach. Lustro wtórne jest wykonane tak dokładnie, że jego powierzchnia w niskich temperaturach nie odkształci się od idealnych założeń bardziej niż o kilka milionowych części milimetra.
      Jako, że sam beryl nie odbija zbyt dobrze światła, pokryto go cienką, 100-nanometrową warstwo złota. To około 1000-krotnie mniej niż średnica ludzkiego włosa.
      Wkrótce obsługa naziemna rozpocznie prace nad rozkładaniem imponującego zwierciadła głównego Webba.
      Poniżej dwie animacje. Pierwsza z rozłożenia zwierciadła wtórnego, a druga pokazuje drogę, jaką musi przebyć światło, by trafić do instrumentów naukowych teleskopu.
       

       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Obsługa naziemna Teleskopu Webba zakończyła napinanie osłony termicznej. Operacja rozwijania osłony rozpoczęła się 28 grudnia, a napięcie każdej z pięciu warstw było jej ostatnim etapem. Osłona o wymiarach 21x14 metrów musiała zostać zwinięta, by całość zmieściła się do rakiety Ariane, która wyniosła Webba. Jej rozłożenie było jednym z najtrudniejszych elementów przygotowywania teleskopu do pracy.
      To pierwsza w historii próba umieszczenia tak dużego teleskopu w przestrzeni kosmicznej. Webb wymagał nie tylko niezwykle przemyślanego składania, ale również ostrożnego rozkładania. Udane przeprowadzenie najbardziej wymagającego etapu operacji – rozłożenie osłony – to niezwykłe osiągnięcie ludzkiego geniuszu i myśli technicznej. Umożliwi ono osiągnięcie Webbowi zakładanych celów, stwierdził Thomas Zurbuchen, administrator Dyrektoriatu Misji Naukowych NASA.
      Składająca się z 5 warstw osłona termiczna ma za zadanie chronić zwierciadła i instrumenty przez ciepłem Słońca, Ziemi, Księżyca i samej podstawy teleskopu. Zapewniona stabilną temperaturę pracy poniżej -223 stopni Celsjusza. Wykonana jest z kaptonu pokrytego aluminium, a dwie najcieplejsze warstwy – dwie pierwsze patrząc od strony Słońca – są dodatkowo pokryte krzemem.
      Grubość pierwszej warstwy to zaledwie 0,05 mm, a każda z czterech kolejnych jest o połowę cieńsza. Największa jest warstwa 1., ta zwrócona w stronę Słońca. Najmniejsza zaś warstwa 5. Pierwsza warstwa osłony będzie nagrzewała się maksymalnie do 110 stopni Celsjusza, a warstwa 5. nie będzie nigdy cieplejsza niż -52 stopnie C. Natomiast jej najniższa temperatura wyniesie -237 stopni.
      Efekty pełnego rozwinięcia osłony są już widoczne. Teleskop wyposażony został w liczne czujniki temperatury, a NASA podaje na bieżąco odczyty z 4 z nich. Wsporniki osłony, znajdujące się po stronie gorącej – czyli zwróconej w kierunku Słońca – są obecnie rozgrzane do ponad 53 stopni Celsjusza, a średnia temperatura panelu wyposażenia platformy nośnej teleskopu to ponad 11 stopni. Natomiast po przeciwnej, zimnej, stronie osłony panują zupełnie inne warunki. Średnia temperatura zwierciadła głównego to obecnie mniej niż -147 stopni Celsjusza, a średnia temperatura modułu instrumentów naukowych, ISIM, obniżyła się do mniej niż -197 stopni Celsjusza.
      W ciągu najbliższych kilkudziesięciu godzin ma zacząć się kolejny z ważnych etapów przygotowywania Webba  – rozłożenie zwierciadła wtórnego do pozycji, w której ma pracować. Będzie ono znajdowało się na długich wysięgnikach przed zwierciadłem głównym. Jego zadaniem jest odbijanie światła zebranego przez zwierciadło główne do instrumentów naukowych, które będą je analizowały.
      Obecnie Teleskop Webba znajduje się w odległości ponad 945 000 km od Ziemi. Do celu – punktu libracyjnego L2 – dzieli go 500 000 kilometrów.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W czasie, gdy witaliśmy nowy rok, obsługa naziemna Teleskopu Kosmicznego Jamesa Webba (JWST) miała ręce pełne roboty. Nadzorowała jeden z najważniejszych etapów misji teleskopu – rozwijanie osłony termicznej. Ta krytyczna dla działania obserwatorium operacja rozpoczęła się 28 grudnia i dotychczas nie została zakończona. Postanowiono bowiem dać odpocząć zespołowi odpowiedzialnemu za osłonę i zmieniono grafik przygotowywania Webba do pracy.
      W ciągu tych ostatnich kilku dni z powodzeniem zakończono kolejne etapy rozkładania osłony. Bez problemu wysunięto wsporniki Unitized Pellet Structure (UPS), które podtrzymują osłonę, a następnie o 1,22 metra wysunięto Deployable Tower Assembly, na której znajdują się zwierciadła teleskopu. Jej wysunięcie zwiększyło odległość pomiędzy lustrami, a resztą obserwatorium, co zapewni lepszą izolację cieplną luster. Następnym etapem było rozłożenie klap, które pomagają częściowo zneutralizować wpływ ciśnienia wiatru słonecznego na osłonę termiczną. To pozwala na zmniejszenie zużycia paliwa przez JWST. Klapy zostały ustawione w odpowiedniej pozycji przez sprężyny.
      Gdy na Ziemię dotarł sygnał świadczący o udanym rozłożeniu klap, obsługa wydała polecenie otwarcia pokryw chroniących osłonę termiczną. Niedługo później rozpoczęło się jej rozwijanie od UPS na boki. Gdy my odliczaliśmy czas do rozpoczęcia 2022 roku, pracownicy centrum kontroli w napięciu oczekiwali informacje z Webba.
      Wiemy, że się udało i teraz osłona prezentuje się w całej okazałości. Ostatnim etapem jej rozwijania jest kolejne napięcie każdej z pięciu warstw. Zanim jednak rozpocznie się ten ostatni etap pracy nad rozłożeniem osłony, zespół za nią odpowiedzialny został wysłany do domów, by odpoczął. Napinanie osłony potrwa bowiem co najmniej dwie doby. Zapadła więc decyzja o zmianie grafiku rozkładania teleskopu. Operacja napinania rozpocznie się nie wcześniej niż dzisiaj po południu czasu polskiego.
      Obecnie operatorzy teleskopu zajmują się optymalizacją systemów zasilania Webba i sprawdzają, jak obserwatorium zachowuje się w przestrzeni kosmicznej. Trwają analizy poszczególnych podsystemów, a inżynierowie upewniają się, czy silniki odpowiedzialne za napinanie osłony mają zapewnioną optymalną temperaturę pracy. Nic, czego nauczyliśmy się podczas symulacji na Ziemi nie dostarczy nam tak dobrych danych, jak analizowanie tego, co rzeczywiście dzieje się w obserwatorium w kosmosie podczas jego rzeczywistej pracy, mówi Bill Ochs, jeden z menedżerów misji. Teraz jest czas, by jak najwięcej dowiedzieć się o funkcjonowaniu Webba. Dopiero później przejdziemy do następnych etapów.
      Procedurę przygotowywania Webba do pracy zaprojektowano z założeniem, by jednocześnie wykonywać możliwie najmniejszą liczbę czynności. Dlatego też, gdy tylko zajdzie taka potrzeba, w każdej chwili procedurę można przerwać.
      Prace nad zaprojektowaniem, zbudowaniem i przetestowaniem obserwatorium trwały przez 20 lat. Mieliśmy zaledwie tydzień, by przekonać się, jak obserwatorium rzeczywiście radzi sobie w przestrzeni kosmicznej. To normalne, że pewnych rzeczy dowiadujesz się dopiero, gdy wyślesz pojazd w przestworza. I to właśnie robimy. Jak dotąd, wszystko przebiegło tak gładko, jak mogliśmy sobie wymarzyć. Postanowiliśmy więc zrobić przerwę i dowiedzieć się o teleskopie tak dużo, jak to tylko możliwe. Dopiero wtedy znowu ruszymy naprzód, dodaje Mike Menzel, inżynier odpowiedzialny za systemy JWST.
      Teleskop ma już za sobą ponad połowę (59%) drogi. Dotychczas przebył ponad 852 000 kilometrów, a do celu dzieli go około 593 000 km. W tej chwili porusza się z prędkością 0,57 km/s. Średnia temperatura wsporników UPS po gorącej stronie wynosi niemal 58 stopni Celsjusza, a średnia panelu wyposażenia platformy nośnej to prawie 18 stopni. Po drugiej stronie obserwatorium jest znacznie zimniej i wyraźnie jest to zasługa osłony termicznej. Średnia temperatura zwierciadła głównego to obecnie mniej niż -116 stopni Celsjusza, a Zintegrowany Moduł Instrumentów Naukowych (ISIM) został schłodzony do mniej niż -192 stopni Celsjusza.
      Kolejnym – po napięciu osłony termicznej – ważnym krokiem będzie rozłożenie zwierciadła wtórnego.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...