Космическият телескоп „Джеймс Уеб“ (JWST) е дългоочакваният, дългоочакван телескоп „следващо поколение“, който се надяваме да погледнем назад във времето и по-дълбоко в прашните звездообразуващи региони, използвайки по-големи дължини на вълната и по-голяма чувствителност от всеки предишен космически телескоп , За да ни преведете на това следващо ниво, бихте разбрали, че трябва да се разработят нови технологии, за да може да се изгради този революционен, огромен телескоп. Вие сте прав.
Всъщност инженерите трябваше да използват малко необитаемост, за да построят единственото по рода си шаси, гръбнакът, който ще държи космическия кораб заедно.
Unobtainium не е само името на материала, добит във филма на Джеймс Камерън „Аватар“. Това е дума, използвана в инженерството - а понякога и фантастика - за описване на всеки изключително рядък, скъп или физически невъзможен материал или устройство, необходими за изпълнение на даден дизайн за дадено приложение.
Шасито на JWST - наречен интегриран модул за научен инструмент ISIM - е направено от никога не произвеждан композитен материал, който трябваше да издържа на супер студените температури, с които ще се сблъска, когато обсерваторията достигне орбитата си 1,5 милиона километра (930 000 мили ) от Земята.
ISIM току-що премина изключително важен тест, оцелявайки при температури, които паднаха до 27 Келвина (-411 градуса по Фаренхайт), по-студено от повърхността на Плутон по време на цикъл на тестване в симулатора за космическа среда на Годард - триетажна термо-вакуумна камера което симулира температурните и вакуумни условия, намиращи се в космоса.
Екипът от Центъра за космически полети Goddard, натоварен с изграждането на шасито, се нуждаеше от материал, който да гарантира, че различните инструменти на JWST ще поддържат точно криогенно подреждане и стабилност, но все пак ще преживеят екстремните гравитационни сили, изпитани по време на изстрелването.
Тестът беше направен, за да се установи дали структурата с размер на колата се свива и изкривява, както беше предвидено, когато се охлади от стайна температура до фригидна - много важно, тъй като научните инструменти трябва да поддържат конкретно местоположение на конструкцията, за да получават светлина, събрана от 6.5 на телескопа -метър (21,3 фута) първично огледало. Ако структурата се свиваше или изкривяваше по непредсказуем начин поради студа, инструментите вече не биха били в състояние да събират данни за всичко - от първите светещи сияния след Големия взрив до образуването на звездни системи, способни да поддържат живота.
Когато за пръв път започнаха, там нямаше нищо, което да отговаря на дистанцията на описанието на необходимото. Така че това остави една алтернатива: разработването на собствен материал, който все още се произвежда, който членовете на екипа на шега наричат „unobtainium“. Чрез математическо моделиране екипът откри, че като комбинира два композитни материала, може да създаде система от въглеродни влакна / цианат-естерна смола, която би била идеална за изработване на квадратните тръби на структурата, които са с диаметър 75 мм (3 инча).
По време на неотдавнашния 26-дневен тест и с многократни цикли на тестване, конструкцията, наподобяваща фермата, проектирана от инженери от Годард, не се е спукала. Структурата се свива, както беше предвидено само от 170 микрона - ширината на иглата, когато достигна 27 Келвин (-411 градуса по Фаренхайт), което надвишава проектното изискване от около 500 микрона. „Със сигурност не бихме успели да пренастроим инструментите на орбита, ако структурата се премести твърде много“, заяви ръководителят на проекта ISIM Structure Eric Eric Johnson. „Ето защо трябваше да сме сигурни, че сме проектирали правилната структура.“
Този тип структура може да служи на НАСА в бъдеще за следващото поколение отвъд JWST и също така може да бъде „спинофф“, който производителите биха могли да намерят полезни при проектирането на структури, които изискват висока толерантност в условия.
Източник: НАСА Годард
