“Cool down” im Weltraum, die NASA hat “Shading”-Ausrüstung für das Webb-Teleskop bereitgestellt
Am 4. Januar hat das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST), der Nachfolger des Hubble-Teleskops, einen sehr wichtigen und komplizierten Schritt bei der Entfaltung einer riesigen Sonnenblende im Weltraum abgeschlossen. Für die NASA ist dies ein "unglaublicher Meilenstein".
Warum ist Sonnenblende so wichtig? Beginnen wir mit der Mission von JWST.
Nach etwa 25 Jahren Entwicklungszeit wurde JWST am 25. Dezember 2021 gestartet. Astronomen hoffen, mit JWST jede Phase der Geschichte des Universums erforschen zu können – vom Inneren unseres Sonnensystems bis zur am weitesten entfernten beobachtbaren Galaxie im frühen Universum und allem dazwischen, um den Menschen zu helfen, den Ursprung des Universums, die Entwicklung von Galaxien und Unser Platz darin.
▲ Vollständig entfaltetes JWST (Art Rendering). Bild von: NASA
Mit anderen Worten, es wird erwartet, dass wir heute den frühen Zustand des sichtbaren Universums beobachten und die ersten Galaxien nur wenige hundert Millionen Jahre nach dem Urknall gebildet haben.
Die Beobachtung in der Infrarotspektroskopie ist die Schlüsseltechnologie, um dieses Ziel zu erreichen, daher ist das JWST mit hochempfindlichen elektrischen Infrarotsensoren, Spektrometern usw. ausgestattet. Die Temperatur der Beobachtungskomponente muss unter 40K (-233,15°C) gehalten werden, um das schwache Infrarotlicht zu sehen.
Die Sonnenblende spielt eine Rolle bei der Temperaturkontrolle.
Andernfalls wird das Signal des Beobachtungsziels in die Infrarotstrahlung des Teleskops selbst, der Sonne, der Erde und des Mondes getaucht.
Das Teleskop ist jedoch zu groß, um komplett direkt ins All geschossen zu werden, es kann erst nach dem Start ausgefahren werden und die Sonnenblende wird Teil der Mission.
▲ Die Sonnenblende wurde vor dem Start am Boden getestet. Bild von: NASA
Am 28. Dezember, drei Tage nach dem Start, begann das JWST-Team mit der Fernauslösung der Sonnenblende, und zwar am 4. Januar gegen 11:59 Uhr Eastern Standard Time.
Die Sonnenblende besteht aus fünf Lagen silikon- und aluminiumbeschichteter Polyimidfolie, jede Schicht ist haardünn und schützt das Teleskop vor Licht und Hitze der Sonne, der Erde und des Mondes und kühlt es auf die extrem niedrige Temperatur erforderlich.
Die NASA wies darauf hin, dass unter der kombinierten Wirkung der fünf Materialschichten die Sonnenenergie von mehr als 200 Kilowatt auf wenige Zehntel Watt reduziert werden kann.
Die Komplexität des Aufklappens der Sonnenblende ist darin begründet, dass jedes Gelenk perfekt ausgeführt werden muss, bevor die Sonnenblende geöffnet werden kann. Im gesamten JWST gibt es bis zu 344 Single Points of Failure, und die Sonnenblende enthält einen Großteil davon.
Ein Single Point of Failure bezieht sich auf eine Komponente im System, die das gesamte System funktionsunfähig macht, sobald es ausfällt. Mit anderen Worten, ein Single Point of Failure führt zu einem Gesamtausfall, der zeigt, wie eng die Sonnenblende eingesetzt wird. Das versehentliche Einreißen der Folie während des Tests 2018 war auch einer der Faktoren, die das Projekt verzögerten.
▲ Die Sonnenblende wurde vor dem Start am Boden getestet. Bild von: NASA
Der gesamte Prozess umfasste 139 Auslösemechanismen, 70 Scharnierbaugruppen, 8 Auslösemotoren, ungefähr 400 Riemenscheiben und 90 einzelne Kabel mit einer Gesamtlänge von ungefähr einer Viertelmeile.
Jede Sonnenblende ist nach dem Aufklappen 70 Fuß (ca. 21,34 Meter) lang und 47 Fuß (ca. 14,33 Meter) breit, was der Größe eines Tennisplatzes entspricht Segel.
Der Einsatz der Sonnenblende dauerte über eine Woche und war damit etwas länger als ursprünglich geplant.In diesem Zeitraum gab es kleinere Probleme mit der Solaranlage, dem Sonnenblendenmotor und anderen Geräten, aber es gelang schließlich. Die NASA erklärte, dass „einige der aufregendsten Momente vergangen sind und 70 bis 75 % der einzelnen Fehlerpunkte offiziell abgeschlossen sind“.
Nach der Fertigstellung der Sonnenblende hat JWST noch viel zu tun, darunter den Einsatz der Sekundär- und Hauptspiegelflügel, die Ausrichtung der Teleskopoptik und die Kalibrierung wissenschaftlicher Instrumente. Wenn alles fertig ist, wird das JWST, das insgesamt fast mehrere zehn Milliarden Dollar ausgegeben hat, sein erstes Bild liefern und beginnen, Licht aus fernen Galaxien für den Menschen zu sammeln.
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Ai Faner | Ursprünglicher Link · Kommentare anzeigen · Sina Weibo