Джеймс Уэбб проверяет свой солнечный щит
AstroNews.ru - 24 Октября 2019 14:18:49
Строгие испытания лежат в основе любой успешной космической миссии. Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) будет на расстоянии в миллионе километров от Земли, когда развернет свой критически важный солнцезащитный экран, и если он не будет функционировать, как планировалось, то все. Игра закончена.
Уэбб - самый совершенный космический телескоп из когда-либо созданных. Это инфракрасный телескоп и он очень чувствительный. Но чтобы достичь чрезвычайной чувствительности, которая позволит ему изучать экзопланеты и далекую, раннюю вселенную, его нужно сохранять в прохладе. И это работа солнцезащитного щита.
Солнцезащитный экран имеет решающее значение в конструкции телескопа. Джеймс Уэбб будет во второй точке Лагранжа (L2). Солнце является основным источником тепла для телескопа, а Земля и Луна - только вторичные источники. Экран эффективно блокирует всю энергию, поступающую от всех этих трех тел и сохраняет прицел при рабочей температуре ниже -220 по Цельсию (-370 F; 50 К.)
Будет большая разница температур между солнцезащитной стороной JWST и областью телескопа. НАСА говорит, что солнцезащитный экран может достигать температуры 110 С (230 F; 383 К), достаточно горячей, чтобы сварить яйцо, в то время как затененная сторона телескопа будет достаточно холодной, чтобы заморозить кислород.
Техники и инженеры только что завершили тестирование всех пяти слоев солнцезащитного экрана и установили его в то же положение, в котором он будет находиться на L2, в 1,6 миллиона километров от Земли. НАСА заявило в пресс-релизе, что на испытаниях использовали собственные системы космического корабля для развертывания щита, и что испытания были успешными.
«Это был первый случай, когда солнцезащитный экран был открыт электроникой космического корабля. В результате развертывание выглядит ошеломляющим, но его было непросто выполнить», - сказал Джеймс Купер, менеджер по солнцезащитным щитам Webb НАСА в Центре космических полетов имени Годдарда, Гринбелт, штат Мэриленд.
Солнцезащитный экран состоит из пяти слоев материала под названием Каптон. Каждый из слоев имеет определенную толщину, и они разделены определенным расстоянием. Щит также имеет швы и другие особенности, которые укрепляют его против возможной встречи с метеором. Каждый из слоев покрыт алюминием, а два ближайших к Солнцу слоя, слои 1 и 2, имеют так называемое «легированное кремниевое» покрытие для отражения ультрафиолетовой энергии Солнца обратно в космос.
«Этот тест показал, что система защиты от солнечных лучей выдержала испытания окружающей среды элементами космического корабля», - добавил Купер. «Большое спасибо всем инженерам и техническим специалистам за их настойчивость, целенаправленность и бесчисленные часы усилий для достижения этой вехи».
Размер космического телескопа Джеймса Вебба примерно такой же, как у Хаббла. Но зеркало JWST в два раза больше, чем у Хаббла, примерно 6,5 метров в диаметре, покрытое золотом бериллиевое сегментированное зеркало, которое состоит из 18 шестиугольных сегментов, с общей площадью около 25 квадратных метров.
Зеркало должно быть таким большим, чтобы соответствовать целям его миссии, которые включают наблюдение света от первых звезд и галактик во вселенной, а также изучение экзопланет. Но зеркало и необходимый козырек от солнца слишком велики, чтобы поместиться в ракету. Вот почему и зеркало, и солнцезащитный козырек сложены для запуска и будут развернуты только после того, как телескоп будет на пути к месту назначения - это сложный маневр. Мало того, все испытания проводятся в гравитации Земли, в то время как фактическое развертывание будет происходить при отсутствии гравитации.
В отличие от Хаббла, который на своей низкой околоземной орбите был доступен для астронавтов для ремонтных миссий, JWST находится вне этой досягаемости. Вполне возможно, что будущие космические корабли смогут добраться к телескопу, чтобы исправить любые грубые ошибки развертывания. Но компоненты не могут быть заменены. По сути, есть только один шанс правильно установить зеркало и его солнцезащитный экран.
После этого важного теста инженерам и техническим специалистам теперь необходимо аккуратно поместить солнцезащитный экран в ограниченное пространство для запуска, сложив его в точном положении, необходимом для успешного развертывания. После этого будет еще ряд тестов.
Планируются еще комплексные электрические испытания, которые необходимо выполнить, а также механические испытания, которые имитируют силы, которые испытает аппарат во время запуска на ракете Ariane 5, которая выведет ее в космос. Затем будет еще один тест развертывания Джеймса Уэбба и заключительная укладка.
Запуск запланирован на 30 марта 2021 года. Была серия задержек для JWST, запуск которого первоначально планировался где-то между 2007 и 2011 годами. Это сложная миссия и дорогая технология. НАСА является основным разработчиком, но Европейское космическое агентство и Канадское космическое агентство внесли значительный вклад.
Как только он окажется на своей орбите на L2, и если развертывание пройдет хорошо, он сделает революционную работу. И, надеюсь, мы забудем про все прошлые задержки.