الاختبار الصارم هو في صميم أي مهمة فضائية ناجحة. سيكون تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) على بعد مليون ميل عندما ينشر واقي الشمس الحرج للمهمة ، وإذا لم يعمل كما هو مخطط له ، فهذا هو. انتهت اللعبة.
ويب هو التلسكوب الفضائي الأكثر تقدما على الإطلاق. إنه تلسكوب بالأشعة تحت الحمراء ، وحساس للغاية. ولكن لتحقيق الحساسية القصوى التي ستسمح لها بدراسة الكواكب الخارجية والكون المبكر البعيد ، يجب الحفاظ عليها باردة. رائع جدا. وهذه هي وظيفة درع الشمس.
يعتبر واقي الشمس أمرًا بالغ الأهمية في تصميم التلسكوب. سيكون James Webb في Lagrange Point 2 (L2) ، في مدار هالة يحافظ على الأرض والقمر والشمس خلفه. الشمس هي المصدر الرئيسي للحرارة للتلسكوب ، والأرض والقمر ليست سوى مصادر ثانوية. يحجب الدرع بشكل فعال كل الطاقة القادمة من تلك الأجسام الثلاثة ويحافظ على النطاق في درجة حرارة التشغيل ، أقل من -220 درجة مئوية (-370 فهرنهايت ، 50 كلفن).
سيكون هناك اختلاف كبير في درجة الحرارة بين جانب واقي الشمس من JWST و "جانب النطاق. تقول وكالة ناسا أن واقي الشمس يمكن أن يصل إلى درجات حرارة 110 درجة مئوية (230 فهرنهايت ؛ 383 كلفن) ساخنة بدرجة كافية لغلي البيضة ، في حين أن جانب التلسكوب المظلل سيكون باردًا بما يكفي لتجميد الأكسجين.
"كانت هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها نشر واقي الشمس والتشديد بواسطة إلكترونيات المركبات الفضائية ومع وجود التلسكوب فوقه. "
جيمس كوبر ، مدير JWST Sun-shield.
أكمل الفنيون والمهندسون للتو اختبار جميع طبقات الواقي من الشمس الخمس ، ووضع الدرع في نفس الموضع الذي سيكون عليه عند L2 ، على بعد 1.6 مليون كيلومتر (مليون ميل) من الأرض. وقالت وكالة ناسا في بيان صحفي أن تلك الاختبارات استخدمت أنظمة المركبة الفضائية الخاصة لنشر الدرع وأن الاختبار كان ناجحًا.
"كانت هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها نشر واقي الشمس والتشديد بواسطة إلكترونيات المركبات الفضائية ومع وجود التلسكوب فوقه. وقال جيمس كوبر ، مدير Webb Telescope Sunshield من وكالة ناسا في مركز جودارد لرحلات الفضاء في جرينبيلت بولاية ماريلاند ، إن الانتشار مذهل بصريًا نتيجة لذلك ، وكان من الصعب تحقيقه.
الواقي الشمسي هو خمس طبقات من مادة تسمى Kapton. كل طبقة هي سمك معين ، ويتم فصلها بمسافة محددة. يحتوي الدرع أيضًا على طبقات وميزات أخرى تعززه ضد الشهب. كل طبقة مغطاة بالألمنيوم ، والطبقتان الأقرب من الشمس ، الطبقتان 1 و 2 ، تحتويان على ما يسمى طلاء "السيليكون المخدر" لعكس طاقة الشمس فوق البنفسجية في الفضاء.
وأضاف كوبر: "أظهر هذا الاختبار أن نظام الحماية من أشعة الشمس نجا من الاختبارات البيئية لعناصر المركبات الفضائية ، وعلمنا عن الواجهات والتفاعلات بين التلسكوب وأجزاء حاجب الشمس من المرصد". "شكرا جزيلا لجميع المهندسين والفنيين على مثابرتهم وتركيزهم وساعات لا تحصى من الجهد لتحقيق هذا الإنجاز."
يبلغ حجم حافلة المركبة الفضائية جيمس ويب حوالي حجم هابل. لكن مرآة JWST هي ضعف حجم مرآة هابل. يبلغ قطرها 6.5 م (21.3 قدمًا) ، مرصعة بالبيرليوم المغلفة بالذهب ، وتتكون من 18 قطعة سداسية ، مع مساحة تجميع مجمعة تبلغ 25 مترًا مربعًا. في الواقع ، إن المرآة الذهبية لموقع ويب هي بالفعل رمز ثقافي ، على الرغم من عدم إطلاقها.
يجب أن تكون المرآة بهذا الحجم لتحقيق أهداف مهمتها ، والتي تشمل مراقبة الضوء من النجوم والمجرات الأولى في الكون ، ودراسة الكواكب الخارجية ، من بين أمور أخرى. لكن المرآة وظل الشمس المطلوب أكبر من أن يتناسب مع الصاروخ. هذا هو السبب في أن كل من المرآة وظل الشمس مطويان للإطلاق ولا يتم نشرهما إلا عندما يكون التلسكوب في طريقه إلى وجهته ، وهي مناورة معقدة. ليس هذا فقط ، ولكن يتم إجراء الاختبار كله في جاذبية الأرض ، بينما سيتم النشر الفعلي في حالة عدم وجود الجاذبية.
وهذا هو كل ما يتعلق بالاختبار وإعادة الاختبار. على عكس هابل ، الذي كان رواد الفضاء في مدار منخفض يمكن الوصول إليه من قبل رواد الفضاء لمهام الإصلاح ، فإن JWST بعيد المنال. من الممكن أن تتعامل مركبة فضائية في المستقبل مع James Webb لإصلاح أي أخطاء جسيمة للنشر. لكن لا يمكن استبدال المكونات. في الجوهر ، هناك فرصة واحدة فقط لنشر المرآة وواقي الشمس بشكل صحيح.
مع هذا الاختبار المهم وراءهم ، يجب على المهندسين والفنيين الآن تخزين واقي الشمس بعناية في تكوين الإطلاق ، وطيه في الموضع الدقيق المطلوب للنشر الناجح. بعد ذلك ، المزيد من الاختبارات.
لا تزال هناك اختبارات كهربائية شاملة يجب إجراؤها ، بالإضافة إلى اختبارات ميكانيكية تحاكي القوى التي سيشهدها النطاق أثناء الإطلاق على صاروخ Ariane 5 الذي سينقله إلى الفضاء. بعد ذلك ، سيكون هناك اختبار آخر لنشر جيمس ويب ، والتخزين النهائي.
من المقرر إطلاقه في 30 مارس 2021. كانت هناك سلسلة من التأخيرات لـ JWST ، التي كان من المفترض أن يتم إطلاقها في وقت ما بين 2007 و 2011. إنها مهمة معقدة وقطعة تقنية معقدة ومكلفة. وكالة ناسا هي المطور الأساسي ، ولكن كل من وكالة الفضاء الأوروبية ووكالة الفضاء الكندية قدمت مساهمات كبيرة.
بمجرد أن يكون في مدار هالة عند L2 ، وإذا سارت عملية النشر بشكل جيد ، فسوف يقوم بعمل رائد. ونأمل أن ننسى كل التأخيرات.
أكثر:
- بيان صحفي: تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا يزيل اختبارًا مهمًا لنشر واقي الشمس
- بيان صحفي: هندسة المواد المعقدة لواجهة ويب تلسكوب الشمس التابعة لناسا
- فيديو مجلة الفضاء: صعود التلسكوبات الفائقة الجزء 2 - التلسكوبات الفضائية
