Teleskop Angkasa James Webb (JWST) adalah teleskop "generasi akan datang" yang dinanti-nantikan, yang lama kami harapkan, yang kami harap akan melihat ke masa lalu, dan lebih dalam kawasan pembentuk bintang berdebu, menggunakan panjang gelombang yang lebih panjang dan kepekaan lebih banyak daripada teleskop ruang angkasa sebelumnya . Untuk membawa kami ke tahap berikutnya, anda agaknya teknologi baru harus dikembangkan agar teleskop super besar ini dapat dibangun. Anda betul.
Sebenarnya, jurutera terpaksa menggunakan sedikit unobtainium untuk membina casis satu-of-a-kind, tulang belakang yang akan menyatukan kapal angkasa.
Unobtainium bukan hanya nama bahan yang ditambang dalam filem James Cameron "Avatar." Ia adalah kata yang digunakan dalam bidang kejuruteraan - dan kadang-kadang fiksyen - untuk menggambarkan bahan atau peranti yang sangat jarang, mahal, atau mustahil secara fizikal yang diperlukan untuk memenuhi reka bentuk tertentu untuk aplikasi tertentu.
Casis untuk JWST - yang disebut Modul Instrumen Sains Bersepadu ISIM - terbuat dari bahan komposit yang tidak pernah dibuat sebelumnya yang terpaksa menahan suhu yang sangat sejuk yang akan dihadapinya ketika balai cerap mencapai orbitnya 1.5 juta kilometer (930,000 batu) ) dari Bumi.
ISIM baru sahaja melepasi ujian yang sangat penting, suhu bertahan yang menjunam serendah 27 Kelvin (-411 darjah Fahrenheit), lebih sejuk daripada permukaan Pluto semasa kitaran pengujian di Goddard's Space Environment Simulator - ruang vakum termal tiga tingkat yang mensimulasikan suhu dan keadaan vakum yang terdapat di ruang angkasa.
Pasukan di Pusat Penerbangan Angkasa Goddard yang ditugaskan untuk membangun casis memerlukan bahan yang akan memastikan pelbagai instrumen di JWST akan mengekalkan penjajaran dan kestabilan kriogenik yang tepat, namun bertahan dengan kekuatan graviti yang melampau yang dialami semasa pelancaran.
Ujian dilakukan untuk mengetahui sama ada struktur berukuran kereta itu menguncup dan memutarbelitkan seperti yang diramalkan ketika ia disejukkan dari suhu bilik ke peti sejuk - sangat penting kerana instrumen sains mesti mengekalkan lokasi tertentu pada struktur untuk menerima cahaya yang dikumpulkan oleh teleskop 6.5 -meter (21.3 kaki) cermin utama. Sekiranya struktur menyusut atau terdistorsi dengan cara yang tidak dapat diramalkan kerana kesejukan, instrumen tidak lagi dapat mengumpulkan data mengenai segala sesuatu dari cahaya bercahaya pertama setelah Big Bang hingga pembentukan sistem bintang yang mampu menyokong kehidupan.
Ketika pertama kali bermula, tidak ada apa-apa di luar sana yang sesuai dengan penerangan tentang apa yang diperlukan. Jadi, itu meninggalkan satu alternatif: mengembangkan bahan pembuatannya yang masih belum dibuat, yang secara bergurau disebut oleh ahli pasukan sebagai "unobtainium." Melalui pemodelan matematik, pasukan mendapati bahawa dengan menggabungkan dua bahan komposit, ia dapat membuat sistem resin serat karbon / sianat-ester yang sangat sesuai untuk fabrikasi tiub persegi struktur yang berukuran 75 mm (3-inci) diameter.
Semasa ujian 26 hari baru-baru ini, dan dengan ujian berulang kitaran, pemasangan seperti kekuda yang dirancang oleh jurutera Goddard tidak retak. Strukturnya menyusut seperti yang diramalkan hanya 170 mikron - lebar jarum — ketika mencapai 27 Kelvin (-411 darjah Fahrenheit), jauh melebihi keperluan reka bentuk sekitar 500 mikron. "Kami pasti tidak akan dapat meluruskan semula instrumen di orbit jika struktur bergerak terlalu banyak," kata Pengurus Projek Struktur ISIM, Eric Johnson. "Itulah sebabnya kami perlu memastikan bahawa kami telah merancang struktur yang tepat."
Jenis struktur ini dapat melayani NASA di masa depan untuk generasi berikutnya di luar JWST, dan juga dapat menjadi "spinoff" yang dapat berguna oleh pengeluar dalam merancang struktur yang menuntut toleransi yang tinggi dalam keadaan.
Sumber: NASA Goddard
