211service.com
Kæmpe spejl til et nyt rumteleskop
Et teleskops evne til at opsamle lys fra fjerne objekter er direkte relateret til størrelsen af dets spejle: Jo større spejlet er, jo mere lys kan det opsamle. Så ingeniører hos NASA Goddard Space Flight Center, Northrop Grumman, Ball Aerospace, SSG-L3 Tinsley og AXSYS Technologies har bygget et ekstremt stort, let kryogent spejl. Dens størrelse vil give den mulighed for at indsamle mere lys hurtigere end tidligere teleskoper og med bedre opløsning. Det gigantiske spejl, som vil blive indsat på James Webb Space Telescope ( JWST ), vil revolutionere undersøgelserne af, hvordan stjerner og planetsystemer dannes og udvikler sig.
Optisk test: Ingeniører hos Ball Aerospace byggede en optisk testleje i en sjette skala for at teste teknologierne til James Webb-rumteleskopet før dets indsættelse. Her ses en lille mock-version af det lette kryogene spejl, der bliver manipuleret af bølgefrontssensor- og kontrolteknologi. Fuldskalaspejlet vil være i 18 individuelle stykker, med en samlet diameter på mere end seks meter.
James Webb-teleskopet er planlagt til at efterfølge Hubble-rumteleskopet i 2013. Dets nøglekomponent, det nye spejl, er sammensat af 18 segmenter, der udgør et samlet areal på næsten 25 kvadratmeter – syv gange arealet af Hubble-teleskopets spejl, siger John Decker, vicedirektør for projektet hos NASA. Spejlet er en af de mest revolutionerende teknologier, der vil gå ombord på JWST, siger Decker. Det er ekstremt let, med meget præcise optiske overflader.
NASAs nye teleskop vil primært se på universet i det infrarøde spektrum; den vil forblive stationær i forhold til jorden og solen en million miles væk fra jorden. Det vil fungere ved ekstremt kolde temperaturer (30 til 55 kelvins) og kan derfor ikke generere varme, der kunne oversvømme det, forskerne forsøger at opdage. I modsætning hertil kredser Hubble-teleskopet om jorden og registrerer optiske og ultraviolette bølgelængder ved hjælp af et glasspejl, der er stabilt ved disse temperaturer, men det ville ikke være ved temperaturerne i James Webb-teleskopet.
Spejlet til det nye teleskop er lavet af beryllium, et af de letteste kendte metaller. Materialet har exceptionelle termiske egenskaber, der gør det muligt for dets optiske ydeevne at forblive stabilt ved en lang række temperaturer. Det er også termisk ledende: det vil sige, at det leder varme hen over hele spejlet, hvilket eliminerer temperaturgradienter.
Multimedier
Video: Se indsættelsen af James Webb-rumteleskopet.
Video: Se observatoriet og spejlet, der bygges.
Billeddiasshow: Se det primære spejl og en model i fuld skala.
Det er ikke første gang, at dette materiale er blevet brugt i rummet. Det primære spejl i Spitzer-rumteleskopet, som blev opsendt i august 2003, bruger også beryllium, men dets spejl er kun tre fjerdedele af en meter i diameter. I modsætning hertil er James Webb-teleskopets spejl mere end seks meter i diameter, hvilket gør produktionen til en langt større udfordring, siger Lee Feinberg, teleskopets leder hos NASA.
På grund af spejlets ekstreme størrelse har ingeniører delt det op i 18 individuelle stykker, hver cirka 1,3 meter i diameter. Segmenterne vil blive foldet sammen, som bladene på et drop-leaf bord, der foldes ud, mens teleskopet rejser til sin destination.
Ingeniører tager ekstra forholdsregler for at undgå en gentagelse af Hubble-teleskopuheldet, hvor spejlet faktisk blev slebet og poleret til en forkert recept. Som et resultat blev billeder produceret af Hubble sløret, og NASA blev tvunget til at installere korrigerende optik i en reparationsmission. Da James Webb-teleskopets spejl er lavet af beryllium snarere end af glas, adskiller de specifikke metoder, der bruges til at fremstille det, sig væsentligt fra dem, der bruges til at fremstille Hubble-spejlet. De mange uafhængige målemetoder, der er planlagt til JWST-spejlene før lanceringen, vil sikre, at de har de korrekte recepter, siger Decker.
Spejlene vil have syv frihedsgrader og kan styres individuelt, hvilket gør det muligt for forskere at flytte, vippe, vippe og fokusere hvert segment ved hjælp af en ny teknologi udviklet specifikt til teleskopet.