Беше дълъг и криволичещ път за превръщането на космическия телескоп Джеймс Уеб от концепция до реалност. И накрая, след десетилетия на планиране, работа, закъснения и превишаване на разходите, следващото поколение космически телескопи най-накрая е готово за изстрелване. Но дори и сега, тъй като телескопът може тайно да пътува с товарен кораб до стартовата площадка на Европейската космическа агенция (ESA) във Френска Гвиана, всички, участващи в проекта JWST, знаят, че успешното изстрелване не е окончателната победа.
В действителност след стартирането започва истинското гризане на ноктите. Докато екипите на марсохода преминават 'Седем минути на терор' за да кацнат своя космически кораб на Червената планета, екипите на JWST ще имат повече от 30 дни мъчителен ужас на забавен каданс, докато телескопът тръгва на едномесечното си пътуване от 1,5 милиона километра (милион мили) до втората точка на Лагранж (L2).
И през цялото време JWST ще се разгръща до желаната конфигурация, с повече от 40 основни разгръщания на различни системи, нуждаещи се от стотици задвижващи механизми за задействане и задържане на механизми за освобождаване, заедно с кабели за размотаване, съединения за работа и електрически системи за активиране .
Всичко трябва да работи перфектно през 30-те последователни дни на подготовка или прекъсване на мисията, като всички се провеждат в непреклонната среда на космоса, с телескопа сам. Има не само 30 дни на терор, но може да има и 30 безсънни нощи за всички замесени.
Концепцията на художника за James Webb Space TИлесскоп. Кредит: НАСА
Разбира се, всичко започва с изстрелването, ужас сам по себе си.
„Ние поставяме този невероятно ценен ресурс върху контролирана експлозия“, каза Хайди Хамел, интердисциплинарен учен и вицепрезидент на Асоциацията на университетите за изследвания в астрономията. „Това е плашещо, но ракетната наука е това, което е. Ще бъде огромна въздишка на облекчение за успешното стартиране.'
Ако всичко върви добре, вълнението/ужасът от разгръщането започва около 30 минути след полета. Ракетата Ariane 5 ще осигури тяга за около 26 минути, изпращайки на JWST около 10 400 километра по време на пътуването си. След прекъсване на втория етап, Webb ще се отдели от втория етап на Ariane 5.
„Това ще задейства слънчевите масиви да се разгръщат 30 минути след изстрелването“, каза Масимо Стиавели, ръководител на офиса на мисията на Webb в Научния институт за космически телескопи (STScI). „Това е изключително важно, защото имаме нужда от власт. Но това е само първото от редица важни разгръщания по пътя към L2.”
Следващото събитие е това, което държи Стиавели буден през нощта. Докато Ariane ще постави JWST по директен маршрут към L2, без първо да обикаля около Земята, важно задействане на тласкащото устройство ще гарантира, че телескопът се насочва точно в правилната посока.
„Трябва да включим ракетния двигател на обсерваторията, за да ни изведе към желаната орбита на L2“, каза той. „Корекцията по средата на курса 1 (MCC1) може да се проведе около 12,5 часа след стартирането. Това е най-важното изгаряне на мисията.'
„JWST трябва да отиде в орбитата на L2, така е проектирана мисията“, каза Хамел. „Ако тласкачите не се задействат, за да ни отведат до там, мисията отива.“
След задействането на тласкащото устройство е друг важен момент, освобождаването и разгръщането на антената с високо усилване за комуникация с телескопа и за изпращането на всички важни научни данни обратно на Земята.
В рамките на първата седмица на Уеб в космоса ще има втора маневра за корекция на траекторията, а след това идва поредица от големи разгръщания с близо 200 задвижващи механизма, необходими за работа, само за да се подготвят за разгръщането на слънчевия щит на JWST. Това включва удължаване на стрелите и освобождаване и разгръщане на радиатори.
По време на тест инженерите и техниците напълно разгърнаха всичките пет слоя на слънчевия щит на космическите телескопи Джеймс Уеб. Кредит на изображението: НАСА/Крис Гън
Ето къде започва истинското гризане на ноктите. Самият слънчев щит с размер на тенис корт изисква над 150 механизма за освобождаване, за да се задейства правилно в продължение на три дни.
„Броят на неексплодиралите задвижващи механизми може да предизвика малко главоболие, тъй като всички те трябва да работят“, казва Хелмут Дженкнер, дългогодишен учен в STScI. „При дори над 99,9% надеждност, ако умножите това по броя на задвижващите механизми, ще стигнете до доста шокиращо число.“
Сложното разгръщане на слънцезащитния щит включва около 7000 части, включително 400 макари, множество кабели и осем двигателя. Но разполагането на слънчевия щит е от решаващо значение за засенчването на телескопа от всякаква топлина или светлина от Слънцето, Земята и Луната, за да се поддържат инфрачервените компоненти на телескопа възможно най-студени. Това ще позволи на JWST да открие слабите сигнатури на отдалечен обект във Вселената. Телескопът и научните инструменти ще започнат да се охлаждат бързо в сянката на слънчевия щит, но ще отнеме няколко седмици, за да се охладят напълно и да достигнат стабилни температури.
През втората седмица след стартирането, телескопът ще започне да се оформя, първо с разгръщането на вторично огледало. Тогава идва големият момент, когато основното огледало 6.5 на JWST започва да се разгръща. 18-те позлатени берилиеви сегмента ще се разгънат, започвайки със страничните крила. Тогава 132 малки задвижващи механизма ще избутат или издърпат всеки от огледалните сегменти в микрона прецизно подравняване, поставяйки основното огледало във фокус. Отново всичко трябва да работи перфектно.
Докато първият месец е най-напрегнатата част от внедряването, ще отнеме шест месеца, за да бъдат включени, калибрирани и пуснати в експлоатация всички инструменти. Само тогава учените ще видят 'първата светлина' от телескопа.
„Има безброй начини, по които нещата могат да се объркат“, призна Хамел. „Но през последните 20 години и особено през последните 5 години, ние тествахме този телескоп и всички системи по всякакъв начин, който можем да си представим: разклащаме го, термично го циклираме, поставяме го при нулево налягане. Наистина го упражнихме, за да открием всички малки неща, които може да се объркат, като се уверихме, че сме направили всичко възможно, за да гарантираме успешна мисия.'
Научете повече за JWST на адрес този уебсайт на НАСА , или при уебсайт на STScI.
