Vesoljski teleskop James Webb (JWST) je dolgo pričakovani, dolgo pričakovani teleskop naslednje generacije, za katerega upamo, da bo pogledal daleč nazaj v čas in globlje v prašne zvezde, ki tvorijo zvezde, z uporabo daljših valovnih dolžin in bolj občutljivosti kot katerikoli prejšnji vesoljski teleskop . Da bi nas popeljali na naslednjo raven, bi si verjetno mislili, da je treba razviti nove tehnologije, da bi lahko zgradili ta prelomni, ogromen teleskop. Imeli boste prav.
Inženirji so morali v resnici uporabiti malo neobičajnega materiala, da so izdelali edinstveno podvozje, hrbtenico, ki bo držala vesoljsko plovilo skupaj.
Unobtainium ni samo ime materiala, izkopanega v filmu Jamesa Camerona "Avatar". To je beseda, ki se uporablja v inženirstvu - in včasih izmišljotina - za opis vseh izjemno redkih, dragih ali fizično nemogočih materialov ali naprav, potrebnih za izpolnitev določene zasnove določene aplikacije.
Podvozje JWST - imenovano integrirani modul znanstvenega instrumenta ISIM - je izdelano iz nikoli prej izdelanega kompozitnega materiala, ki je moral vzdržati prenizke temperature, s katerimi se bo srečal, ko bo observatorij dosegel svojo orbito 1,5 milijona kilometrov (930.000 milj ) z Zemlje.
ISIM je pravkar opravil izjemno pomemben test, preživel je temperature, ki so se med ciklom testiranja v Goddardovem vesoljskem simulatorju vesolja - trinadstropni termo-vakuumski komori, znižale kar 27 Kelvinov (-411 stopinj Fahrenheita), hladnejše od površine Plutona. ki simulira temperaturne in vakuumske pogoje v prostoru.
Ekipa iz centra za vesoljske polete Goddard, ki je bila zadolžena za izdelavo podvozja, je potrebovala material, ki bi zagotovil, da bodo različni inštrumenti na JWST ohranili natančno kriogeno poravnavo in stabilnost, obenem pa preživeli ekstremne gravitacijske sile, ki so jih izstrelili med izstrelitvijo.
Preizkus je bil izveden, da smo ugotovili, ali se je konstrukcija velikosti avtomobila skrčila in izkrivila, kot je bilo predvideno, ko se je ohladila iz sobne temperature na hladno - zelo pomembno, saj morajo znanstveni instrumenti ohraniti določeno lokacijo na strukturi, da bi sprejemali svetlobo, ki jo je zbral teleskop 6.5 -metrsko primarno ogledalo. Če bi se zgradba zaradi mraza skrčila ali izkrivljala na nepredvidljiv način, instrumenti ne bi mogli več zbirati podatkov o vsem, od prvih svetlečih sijajev po velikem udaru do nastanka zvezdnih sistemov, ki bi lahko podpirali življenje.
Ko so se prvič začeli, ni bilo ničesar, kar bi na daljavo ustrezalo opisu tega, kar je bilo potrebno. Torej, to je pustilo eno alternativo: razvoj lastnega materiala, ki je še v izdelavi, ki ga člani skupine v šali označujejo kot "unobtainium". Z matematičnim modeliranjem je ekipa odkrila, da bi s kombiniranjem dveh sestavljenih materialov lahko ustvarila sistem iz ogljikovih vlaken / cianata-estrskih smol, ki bi bil idealen za izdelavo kvadratnih cevi strukture, ki merijo v premeru 75 mm (3 palca).
Med zadnjim 26-dnevnim testom in s ponavljajočimi se cikli testiranja trusi podoben sklop, ki so ga zasnovali inženirji Goddard, ni počil. Struktura se je skrčila, kot je napovedovalo le 170 mikronov - širina igle - ko je dosegla 27 Kelvinov (-411 stopinj Fahrenheita), kar je močno preseglo oblikovno zahtevo približno 500 mikronov. "Zagotovo ne bi mogli uskladiti instrumentov na orbiti, če bi se struktura premaknila preveč," je dejal vodja projekta ISIM Strukturni projekt Eric Johnson. "Zato smo se morali prepričati, ali smo oblikovali pravo strukturo."
Ta vrsta strukture bi lahko NASA služila v prihodnosti za naslednjo generacijo po JWST in bi lahko pomenila tudi "spinoff", ki bi ga proizvajalci lahko uporabili pri oblikovanju struktur, ki zahtevajo visoko toleranco v pogojih.
Vir: NASA Goddard
