Fontos lépésen túl a James Webb: sikeresen kinyitották az űrtávcső napernyőjét és segédtükrét

4856

2022. január 5. 19:15 frissítés:

Magyar idő szerint ma délután 17–18 óra között a James Webb csapata sikeresen kinyitotta és nyitott helyzetben rögzítette az űrobszervatórium segédtükrét. Ezzel a kritikus lépéssel a James Webb már valódi űrtávcsővé formálódott, hiszen az optika minden lényeges eleme a helyére került, kialakult a valódi fényút. A kinyitás folyamatát a NASA TV online élő adásban közvetítette. A műveletet a mérnökök és technikusok a már megszokottaknak megfelelően hibátlanul és gördülékenyen vezényelték le az űrtávcső földi irányítóközpontjából, Baltimore-ból.

A kicsomagolás és beüzemelés következő lényeges lépése a tervek szerint holnapután fog megkezdődni, amikor kinyitják és rögzítik majd a főtükör felhajtogatott oldalszárnyait. Ezt a várhatóan két napot igénybe vevő lépést a 18 tükörszegmens hosszadalmas, több mint tíz napig tartó bekalibrálása, egyenkénti fókuszálása fogja követni.

A James Webb-űrtávcső segédtükrének egy nyitástesztje egy földi tesztlabor tisztaszobájának próbapadján. A teszteket több különböző helyzetben is elvégezték, hogy a gravitáció hatását kiszűrve extrapolálni tudjanak a szerkezet súlytalanságban való viselkedésére. A számítások a jelek szerint helyesnek bizonyultak. Forrás: NASA.

2022. január 5. 6:00 eredeti cikkünk:

E sorok megjelenésekor a James Webb-űrtávcső karácsonyi indulása óta már 1,5 millió km-es útjának majdnem kétharmadát megtette állomáshelyéig, a Nap–Föld-rendszer L2 Lagrange-pontjának környezetébe, ám a gravitációs lassulás miatt még további mintegy 20 napig fog utazni, míg odaér. Útja során pedig a mérnökök távirányítással kicsomagolják, üzembe helyezik és bekalibrálják a távcső számos részegységét, műszereit. Az alábbiakban beszámolunk a beüzemelés eddig lezajlott fontosabb lépéseiről és híreiről.

Kiderült, hogy a pályára állítás olyan precízen sikerült, hogy az űrtávcső értékes és szűkös hajtóanyag-tartalékaiból minimális mennyiséget kell csak elhasználni út közben a pályamódosításokhoz. Így a mérnökök előrejelzése szerint a korábbi optimista becslések szerinti 10 évnél is lényegesen hosszabb időre elegendő üzemanyag fog maradni a James Webb tartályaiban a tudományos küldetés megvalósításához. Ez kitűnő hír, hiszen az üzemanyagkészlet mennyisége szigorúan korlátozza az űrobszervatórium lehetséges élettartamát.

A távcsövet december 29-én egy közel hét óra hosszú, kézzel vezérelt, aprólékos műveletsor révén 1,2 méterrel megemelték az űreszköz központi egységéhez képest, hogy alatta helyet biztosítsanak a kibontandó napvédő ernyők számára, és hogy termikusan jobban elszigeteljék a hűtendő egységeket az obszervatórium Nap felőli meleg oldalától.

A világ legdrágább napernyője: a James Webb-űrtávcső ötrétegű hővédő pajzsa kibontott és kifeszített állapotban egy földi teszt során. A 0,05 mm vastag kaptonfóliák fémbevonata révén a termikus sugárzás jelentős része elvezetődik a rétegek közti réseken át anélkül, hogy újból elnyelődne. Ez teszi lehetővé a hővédő ernyő két oldala közötti hatalmas, több mint 300 °C-os hőmérséklet-különbség fenntartását. Forrás: NASA.

A legizgalmasabb és legkockázatosabb lépéssor a világ legdrágább napernyőjének a kinyitása volt. Némi ijedelemtől eltekintve ez a művelet is hibátlan végeredménnyel zárult. Ennek az ötrétegű, teniszpálya méretű, 14×20 m-es, rombusz alakú árnyékoló ernyőnek a feladata lesz a távcső optikájának és műszereinek passzív hűtése, az eszközök védelme a Nap sugárzási hőjétől. Az infravörös hullámhossztartomány minél zavartalanabb megfigyeléséhez a távcső tükrét és detektorait ugyanis nagyon hidegen, –240 °C körül kell tartani. Ez azt jelenti, hogy a hővédő pajzs mintegy 2 m-es vastagsága mentén közel 300 °C hőmérséklet-különbséget kell fenntartani. Mindezt pillekönnyű, a világűrbe gazdaságosan eljuttatható, kicsire összecsomagolható, ugyanakkor megbízhatóan kinyitható és kifeszíthető, erős és tartós anyagok segítségével.

A feladathoz egy kapton nevű műanyagból készült, mindössze 1/20 mm vastag fóliát használnak különféle fém- és szilikonbevonatokkal, amelyek feladata a termikus és elektromos tulajdonságok optimalizálása. A kihajtogatás nehézségét alapvetően az jelentette, hogy a flexibilis fólia nem determinisztikus módon viselkedik a húzóerők hatására. A műveletet egy ejtőernyő kinyitásához hasonlíthatjuk. Nem elég, ha az ernyő kiváló minőségű, hibátlan és sértetlen anyagból van, és az sem garancia a sikerre, ha korábban már számtalanszor sikerült az ernyőt gond nélkül kibontani. A következő használatkor a kinyitás sikere, az ugró élete alapvetően az utolsó elcsomagolás alaposságán múlik.

Számítógépes modell a félig beüzemelt James Webb-űrtávcsőről. Nagyjából ilyen állapotban lehet az obszervatórium cikkünk megjelenésekor. Forrás: NASA.

Mindez azonban már a múlt, hiszen ma már tudjuk, hogy a James Webb-űrtávcső hővédő pajzsa megfelelően kinyílt és működik. Ugyanakkor talán sikerül érzékeltetni, mekkora izgalmat jelenthetett mindez a James Webb mérnökeinek. Ráadásul a felbocsátás során az összehajtogatott napernyőt védő burkolat eltávolítása nem ment probléma nélkül.

A csomagolás felgöngyölítéséhez szükséges parancsok szilveszter napján lefutottak ugyan, de a burkolat nyitott állapotát visszajelző érzékelők nem erősítették ezt meg. Ezért a szakembereknek közvetett úton, az obszervatórium egyéb érzékelőinek és állapotának analíziséből kellett felmérniük a helyzetet. Minthogy minden jel arra utalt, hogy a borítás mégis csak megfelelően kinyílt, és a hiba a visszajelző szenzorokban volt, így két nap csúszással ugyan, de folytathatták a programot.

Ennek az egy hibának az ellenére minden jel arra utal, hogy a James Webb eddig pontosan követi a beüzemelés adott fázisait.

A James Webb-űrtávcső üzembe helyezése hamarosan a legkritikusabb lépéssel folytatódik. Ez a segédtükör kinyitása lesz. Lényegében a kicsomagolás összes többi lépése során felmerülő hibából ki lehet keveredni valamiképp egy legalább részben használható űrtávcsővel, azonban a segédtükör hiányában minden hasztalan volna, anélkül egyszerűen nem lehet távcső a James Webb.

A továbbiakban is igyekszünk beszámolni a James Webb-űrtávcsővel kapcsolatos legfrissebb hírekről. Az űrobszervatórium pillanatnyi helyzete folyamatosan nyomon követhető a NASA weblapján.

Hozzászólás

hozzászólás