Ujian yang ketat adalah inti dari misi ruang angkasa yang berjaya. Teleskop Angkasa James Webb (JWST) akan berjarak satu juta batu ketika menggunakan pelindung matahari yang kritikal misinya, dan jika tidak berfungsi seperti yang direncanakan, itu saja. Permainan tamat.
Webb adalah teleskop angkasa paling maju yang pernah dibina. Ini adalah teleskop inframerah, dan yang sangat sensitif. Tetapi untuk mencapai kepekaan yang melampau yang memungkinkannya untuk mempelajari eksoplanet dan alam semesta awal yang jauh, ia perlu sentiasa sejuk. Sangat hebat. Dan itulah tugas pelindung matahari.
Pelindung matahari sangat penting dalam reka bentuk teleskop. James Webb akan berada di Lagrange Point 2 (L2), di orbit halo yang menjaga Bumi, Bulan, dan Matahari di belakangnya. Matahari adalah sumber haba utama teleskop, dan Bumi dan Bulan hanyalah sumber sekunder. Perisai dengan berkesan menyekat semua tenaga yang berasal dari ketiga-tiga badan tersebut dan mengekalkan ruang lingkup pada suhu operasinya, di bawah -220 Celsius (-370 F; 50 K.)
Akan ada perbezaan suhu yang melampau antara sisi pelindung matahari JWST dan ‘sisi ruang lingkup. NASA mengatakan bahawa pelindung matahari dapat mencapai suhu 110 C (230 F; 383 K,) cukup panas untuk merebus telur, sementara sisi teleskop yang berlorek akan cukup dingin untuk membekukan oksigen.
"Ini adalah pertama kalinya pelindung matahari digunakan dan diketatkan oleh elektronik kapal angkasa dan teleskop ada di atasnya. "
James Cooper, Pengurus Perisai Matahari JWST.
Juruteknik dan jurutera baru saja selesai menguji kelima lapisan pelindung matahari, dan meletakkan perisai ke kedudukan yang sama seperti di L2, 1.6 juta km (1 juta batu) dari Bumi. NASA mengatakan dalam siaran akhbar bahawa ujian tersebut menggunakan sistem kapal angkasa sendiri untuk menggunakan perisai dan bahawa ujian itu berjaya.
"Ini adalah pertama kalinya pelindung matahari digunakan dan diketatkan oleh elektronik kapal angkasa dan teleskop ada di atasnya. Penyebarannya secara visual menakjubkan sebagai hasilnya, dan sangat sukar untuk dicapai, ”kata James Cooper, Pengurus Teleskop Webb NASA di Pusat Penerbangan Angkasa Goddard NASA, Greenbelt, Maryland.
Pelindung matahari adalah lima lapisan bahan yang disebut Kapton. Setiap lapisan mempunyai ketebalan tertentu, dan mereka dipisahkan oleh jarak tertentu. Perisai itu juga mempunyai jahitan dan ciri lain yang menguatkannya terhadap meteor. Setiap lapisan dilapisi dengan aluminium, dan dua lapisan yang paling dekat dengan Matahari, Lapisan 1 dan 2, memiliki lapisan yang disebut "silikon doped" untuk mencerminkan tenaga ultraviolet Matahari kembali ke angkasa.
"Ujian ini menunjukkan bahawa sistem pelindung matahari bertahan dari pengujian lingkungan elemen pesawat ruang angkasa, dan mengajar kita tentang antara muka dan interaksi antara teleskop dan bahagian pelindung matahari dari observatorium," tambah Cooper. "Terima kasih banyak kepada semua jurutera dan juruteknik atas ketekunan, fokus dan berjam-jam usaha untuk mencapai tonggak ini."
Bas kapal angkasa James Webb berukuran sama dengan Hubble. Tetapi cermin JWST adalah dua kali ganda dari ukuran Hubble. Ia berukuran 6,5 m (21,3 kaki), cermin berilium bersalut emas yang terdiri daripada 18 segmen heksagon, dengan luas pengumpulan 25 meter persegi. Sebenarnya, cermin emas Webb sudah menjadi ikon budaya, walaupun belum dilancarkan.
Cermin harus sebesar itu untuk memenuhi tujuan misinya, termasuk memerhatikan cahaya dari bintang dan galaksi pertama di alam semesta, dan mempelajari eksoplanet, antara lain. Tetapi cermin, dan pelindung matahari yang diperlukan, terlalu besar untuk dipasang di roket. Itulah sebabnya cermin dan tempat teduh matahari dilipat untuk dilancarkan dan hanya digunakan sebaik sahaja teleskop dalam perjalanan ke destinasinya, suatu manuver yang rumit. Bukan hanya itu, tetapi pengujian semuanya dilakukan di graviti Bumi, sementara penyebaran sebenarnya akan berlaku sekiranya tiada graviti.
Dan itulah semua pengujian dan pengujian semula. Tidak seperti Hubble, yang di Orbit Bumi Rendah dapat diakses oleh angkasawan untuk misi pembaikan, JWST tidak dapat dijangkau. Ada kemungkinan kapal angkasa masa depan dapat bergaduh dengan James Webb untuk memperbaiki sebarang kesalahan penggunaan kasar. Tetapi komponen tidak dapat diganti. Pada dasarnya, hanya ada satu peluang untuk memasang cermin dan pelindung mataharinya dengan benar.
Dengan ujian penting di belakang mereka, para jurutera dan juruteknik kini harus meletakkan pelindung matahari dengan teliti ke dalam konfigurasi pelancaran, melipatnya ke posisi yang tepat yang diperlukan untuk penerapan yang berjaya. Selepas itu, lebih banyak ujian.
Masih ada ujian elektrik komprehensif yang perlu dilakukan, dan juga ujian mekanikal yang meniru kekuatan yang akan dialami oleh skop semasa pelancaran di roket Ariane 5 yang akan membawanya ke angkasa. Kemudian akan ada satu lagi ujian penyebaran James Webb, dan penyimpanan terakhir.
Pelancaran dijadualkan pada 30 Mac 2021. Telah berlaku beberapa siri kelewatan untuk JWST, yang pada awalnya sepatutnya dilancarkan antara tahun 2007 dan 2011. Ini adalah misi yang rumit dan teknologi yang rumit dan mahal. NASA adalah pemaju utama, tetapi kedua-dua Agensi Angkasa Eropah dan Badan Angkasa Kanada telah memberikan sumbangan yang besar.
Setelah berada di orbit lingkaran cahaya di L2, dan jika penyebaran berjalan dengan baik, ia akan melakukan kerja yang baru. Dan semoga kita melupakan semua kelewatan.
Lagi:
- Siaran Akhbar: Teleskop Angkasa James Webb NASA Membersihkan Ujian Penerapan Sunshield Kritikal
- Siaran Akhbar: Kejuruteraan Bahan Kompleks Teleskop Webb NASA Sunshield
- Video Majalah Angkasa: Bangkitnya Superteleskop Bahagian 2 - Teleskop Angkasa
