Космический телескоп Джеймса Вебба (JWST) - это долгожданный, долгожданный телескоп «следующего поколения», который, как мы надеемся, заглянет в прошлое еще глубже и глубже в пыльных областях звездообразования, используя более длинные волны и большую чувствительность, чем любой предыдущий космический телескоп. , Чтобы поднять нас на этот следующий уровень, вы, наверное, полагаете, что для создания этого потрясающего, огромного телескопа необходимо будет разработать новые технологии. Ты был бы прав.
Фактически, инженеры должны были использовать небольшой унитаз для создания единственного в своем роде шасси, магистрали, которая скрепит космический корабль.
Unobtainium - это не просто название материала, добытого в фильме Джеймса Кэмерона «Аватар». Это слово используется в технике - а иногда и в художественной литературе - для описания любого чрезвычайно редкого, дорогостоящего или физически невозможного материала или устройства, необходимых для выполнения заданного дизайна для данного приложения.
Шасси для JWST - так называемый интегрированный модуль научных приборов ISIM - изготовлено из никогда ранее не изготавливаемого композитного материала, который должен был выдерживать сверхнизкие температуры, с которыми он столкнется, когда обсерватория достигнет своей орбиты в 1,5 миллиона километров (930 000 миль). ) с Земли.
ISIM только что прошел чрезвычайно важный тест, пережив температуры, которые упали до 27 Кельвин (-411 градусов по Фаренгейту), холоднее, чем поверхность Плутона во время цикла испытаний в имитаторе космической среды Годдарда - трехэтажной термовакуумной камере который имитирует температуру и условия вакуума в космосе.
Команда Центра космических полетов Годдарда, которой было поручено построить шасси, нуждалась в материале, который гарантировал бы, что различные инструменты на JWST будут поддерживать точное криогенное выравнивание и стабильность, и в то же время выдерживать экстремальные гравитационные силы, возникающие во время запуска.
Тест был проведен, чтобы выяснить, сократилась ли структура размером с автомобиль и исказилась ли она, как и предполагалось, когда она остыла от комнатной температуры до фригидного, - это очень важно, поскольку научные приборы должны поддерживать определенное место на структуре, чтобы принимать свет, собираемый телескопом 6,5. 21-футовое главное зеркало. Если структура из-за холода непредсказуемо сократилась или исказилась, инструменты больше не будут в состоянии собирать данные обо всем - от первых световых свечей после Большого взрыва до формирования звездных систем, способных поддерживать жизнь.
Когда они только начинались, не было ничего, что могло бы соответствовать описанию того, что было необходимо. Таким образом, у нас осталась одна альтернатива: разработка собственного, еще не изготовленного материала, который члены команды в шутку называют «unobtainium». С помощью математического моделирования команда обнаружила, что, комбинируя два композитных материала, она может создать систему из углеродного волокна / цианат-сложноэфирной смолы, которая была бы идеальной для изготовления квадратных труб конструкции, имеющих диаметр 75 мм (3 дюйма).
Во время недавнего 26-дневного испытания и с повторяющимися циклами испытаний сборочная конструкция, разработанная инженерами Годдарда, не сломалась. Структура уменьшилась, как и предполагалось, всего на 170 микрон - ширина иглы - когда она достигла 27 Кельвинов (-411 градусов по Фаренгейту), что намного превышает проектное требование около 500 микрон. «Мы, конечно, не смогли бы перестроить инструменты на орбите, если бы структура двигалась слишком сильно», - сказал менеджер проекта ISIM Structure Эрик Джонсон. «Вот почему нам нужно было убедиться, что мы спроектировали правильную структуру».
Этот тип структуры может служить НАСА в будущем для следующего поколения за JWST, а также может стать «побочным продуктом», который производители могут найти полезным при проектировании конструкций, требующих высокой устойчивости к условиям.
Источник: НАСА Годдард
