Завершилось криогенное тестирование космического телескопа Джеймс Вебб

Ноя 20, 2017 Леонид Гляделов

18 ноября в космическом центре NASA Johnson Space в Хьюстоне была открыта 40-тонная дверь, что сигнализировало о завершении криогенного тестирования космического телескопа Джеймса Вебба.

Открытие массивной двери завершает около 100 дней испытаний для Webb, что является важной вехой перед путешествием телескопа на стартовую площадку.

Криогенный вакуумный тест начался, когда камера была закрыта 10 июля 2017 года. Ученые и инженеры Джонсона поставили оптический телескоп Webb и интегрированный научный приборный модуль (OTIS) для серии тестов, направленных на то, чтобы телескоп функционировал так, как ожидалось, в чрезвычайно холодной и безвоздушной среде, близкой к космическому пространству.

«После 15 лет планирования и зоздания камеры, сотен часов испытаний на снижение риска, привлечение более 100 человек на более чем 90 дней для тестирования и переживший тестирование при урагане Харви, криогенное испытание OTIS стало выдающимся успехом», сказал Билл Окс, руководитель проекта космического телескопа Джеймса Вебба в Центре космических полетов им. Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. «Завершение теста - один из самых важных шагов в для запуска Webb».

Эти тесты включали важную проверку выравнивания 18 основных сегментов Зеркала Уэбба, чтобы убедиться, что все позолоченные гексагональные сегменты действуют как одно монолитное зеркало. Это был первый случай, когда оптика телескопа и его приборы были протестированы вместе, хотя инструменты ранее подвергались криогенному тестированию в меньшей камере в Годдарде. Инженеры Harris Space и Intelligence Systems со штаб-квартирой в Мельбурне, штат Флорида, работали вместе с персоналом НАСА для тестирования в Johnson.
«Команда Harris объединила 18 зеркальных сегментов Webb в Goddard и спроектировала, построила и помогла использовать улучшенную наземную поддержку и оптическое тестовое оборудование в Johnson», - сказал Роб Митревски, вице-президент и генеральный менеджер наблюдения и разведки в Harris. «Они были ключом, обеспечивающим часть успешной команды тестирования телескопов Webb».

Команда телескопа Уэбба продолжала испытания, даже когда ураган Харви ударил на побережье Техаса 25 августа. Многие члены команды телескопа Webb в Johnson пережили исторический шторм, неустанно работая в ночных сменах, чтобы убедиться, что криогенное тестирование Webb не прерывалось. После бури некоторые члены команды Webb, в том числе члены команды из Харриса, использовали личное время, чтобы помочь очистить и отремонтировать дома по всему городу, а также распределить пищу и воду тем, кто в ней нуждается.

«Люди и организации, которые привели нас к этой самой важной вехе, представляют собой самых лучших из лучших. Их знания и самоотверженность для успешного завершения тестирования, как и планировалось, даже при урагане Харви, нельзя переоценить», - сказал Марк Voyton, James Webb Космический оптический телескоп, а также интегрированный научный прибор в Goddard. «Каждый член команды предоставил критические знания и понимание стратегического и тактического планирования и выполнения, необходимых для выполнения всех целей тестирования, и для меня большая честь пройти этот этап нашего тестирования с каждым из них».

Перед охлаждением камеры, инженеры удалили воздух из неё, что заняло около недели. 20 июля инженеры начали охлаждать камеру, телескоп и научные приборы телескопа вплоть до криогенных температур - процесс, который занял около 30 дней.
Во время охлаждения Webb и его приборы передали свою теплоту окружающему жидкому азоту и холодным газообразным гелиевым кожухам в Камере А. Webb оставался при «криостабильных» температурах еще около 30 дней, а 27 сентября инженеры начали возвращать камеру обратно до окружающих иемператур, прежде чем накачать воздух обратно в него и вскрыть дверь.
«Благодаря сплачённой команде со всех уголков страны, мы смогли создать глубокое космическое пространство в нашей камере и подтвердить, что Webb может работать безупречно, поскольку он будет наблюдать за самыми холодными углами Вселенной», - сказал Джонатан Хоман, руководитель проекта по криогенному тестированию Webb в Джонсоне.

«Я ожидаю, что Webb будет успешным, поскольку он отправляется после запуска исследовать происхождение солнечных систем, галактик и имеет шанс изменить наше понимание всей вселенной».

В то время как Webb находился внутри камеры, изолированной, как от видимого, так и инфракрасного света, инженеры контролировали его с помощью термодатчиков и специализированных камерных систем. Тепловые датчики постоянно следили за температурой телескопа, в то время как системы камеры отслеживали физическое положение Webb, чтобы увидеть, как его компоненты очень сильно перемещаются во время процесса восстановления. Мониторинг телескопа во время тестирования требовал скоординированных усилий каждого члена команды Webb в Johnson.

«Это тестирование охватило почти каждую инженерную дисциплину, которую мы имеем на Webb», - сказал Ли Фейнберг, менеджер оптического телескопа для телескопа Webb в Goddard.
«В каждой области было невероятное внимание к деталям и отличной командной работе, чтобы мы могли понять все, что могло произойти во время теста, и чтобы мы могли с уверенностью сказать, что Webb будет работать в космосе так, как планировалось».

В космосе телескоп должен быть очень холодным, чтобы можно было обнаружить инфракрасный свет от очень слабых, отдаленных объектов. Уэбб и его приборы имеют рабочую температуру около 40 Кельвинов (около минус 387 градусов по Фаренгейту / минус 233 Цельсия). Поскольку средний инфракрасный прибор телескопа Webb (MIRI) должен быть холоднее других исследовательских инструментов, он полагается на криохладитель, чтобы снизить его температуру до менее 7 Кельвинов (минус 447 градусов по Фаренгейту / минус 266 градусов Цельсия).

Чтобы защитить телескоп от внешних источников света и тепла (например, Солнца, Земли и Луны), а также от тепла, выделяемого обсерваторией, пятислойный солнцезащитный козырек размером с теннисный корт, действующий как зонтик, обеспечит тень, накрывая телескоп. Солнцезащитный щит защитит Webb от теплой солнечной стороны (температура достигает 185 градусов по Фаренгейту / 85 градусов Цельсия) и холодную сторону (минус 400 градусов по Фаренгейту / минус 240 градусов Цельсия).

После полной сборки всех элементов телескопа пройдут большие испытания, во время, так называемого «обсервационного тестирования». Это тестирование является последним воздействием моделируемой среды запуска перед развертыванием всей обсерватории.