NASA GODDARD SPACE FLIGHT CENTER, MD - Het is fascinerend! Dat is het overweldigende gevoel dat wordt geuit door de weinige gelukkigen die hun eigen oogballen op de nieuw blootgestelde gouden primaire spiegel in het hart van NASA's gigantische James Webb Space Telescope (JWST) zetten - een gevoel gedeeld door het team dat het unieke observatorium bouwt en mezelf tijdens een bezoek deze week door Space Magazine.
'De telescoop is nu beker omhoog [concaaf]. Dus je ziet het in al zijn glorie! ” zei John Durning, adjunct-projectmanager van de Webb-telescoop, in een exclusief interview met Space Magazine in het Goddard Space Flight Center van NASA op dinsdag 3 mei, nadat de afdekkingen enkele dagen geleden zorgvuldig waren verwijderd van alle 18 primaire spiegelsegmenten en de structuur tijdelijk was gericht gezicht omhoog.
"Het hele spiegelsysteem wordt uitgecheckt, geïntegreerd en de uitlijning wordt gecontroleerd."
Het is een spannend jaar voor JWST op Goddard, waar de ingenieurs en technici ver in de laatste montage- en integratiefase zijn van het optische en wetenschappelijke instrumentgedeelte van het kolossale observatorium dat ons begrip van de kosmos en onze plaats daarin zal revolutioneren. En ze zijn snel voortbewegen.
JWST is de wetenschappelijke opvolger van de 25 jaar oude Hubble-ruimtetelescoop van NASA. Het zal de grootste en krachtigste ruimtetelescoop worden die de mensheid ooit heeft gebouwd na de lancering over 30 maanden.
De vluchtconstructie voor de montagetros van de achterplaat met de spiegels en wetenschappelijke instrumenten arriveerde afgelopen augustus bij Goddard van Webb-hoofdaannemer Northrop Grumman Aerospace Systems in Redondo Beach, Californië.
Het nauwgezette assemblagewerk om de primaire spiegel met een diameter van 6,5 meter in elkaar te zetten, begon net voor de Thanksgiving-vakantie in 2015, toen de eerste eenheid met succes werd geïnstalleerd op het centrale segment van de spiegel met de achterplaat.
Technici van Goddard en Harris Corporation uit Rochester, New York, vulden vervolgens methodisch de achterplaatassemblage één voor één in en installeerden achtereenvolgens het laatste primaire spiegelsegment in februari, gevolgd door de enkele secundaire spiegel aan de bovenkant van het enorme drietal spiegelmontagegieken en de tertiaire en stuurspiegels in het Aft Optics System (AOS).
Alles verliep volgens het zorgvuldig gechoreografeerde schema.
"De spiegelinstallatie ging buitengewoon goed", vertelde Durning aan Space Magazine.
“We hebben ons schema de hele tijd bijgehouden voor het installeren van alle 18 primaire spiegelsegmenten. Dan het middengedeelte, dat is de kegel in het midden, dat het Aft Optics System (AOS) omvat. We hebben dat twee maanden geleden geïnstalleerd. Het ging buitengewoon goed. '
De vluchtconstructie en backplane-assemblage dienen als de ruggengraat van $ 8,6 miljard Webb-telescopen.
De volgende stap is het installeren van het observatoriumkwartet met de modernste onderzoeksinstrumenten, een pakket dat bekend staat als de ISIM (Integrated Science Instrument Module), in de truss-structuur in de komende weken.
"De telescoop is volledig geïntegreerd en we doen nu de laatste hand om ons voor te bereiden op het accepteren van het instrumentenpakket dat later deze week zal plaatsvinden", legt Durning uit.
Het geïntegreerde optische spiegelsysteem en ISIM vormen de optische trein van Webb.
"Dus we creëren nu net de nieuwe integratie-entiteit genaamd OTIS - die een combinatie is van de OTE (Optical Telescope Assembly) en de ISIM (Integrated Science Instrument Module) samen."
"Dat is in wezen de hele optische trein van het observatorium!" Durning vermeld.
"Het is het kritieke fotonpad voor het systeem. Dus we zullen dat de komende weken geïntegreerd hebben. ”
De gecombineerde OTIS-eenheid van spiegels, wetenschappelijke module en backplane-truss weegt 8786 lbs (3940 kg) en meet 28'3 "(8,6 m) x 8" 5 "(2,6 m) x 7" 10 "(2,4 m).
Nadat OTIS volledig is geïntegreerd, zullen ingenieurs en technici de rest van het jaar doorbrengen met het blootstellen aan milieutests, het toevoegen van thermische deklagen en het testen van de optische trein - voordat de enorme constructie naar het Johnson Space Center van NASA wordt verzonden.
"Vervolgens zullen we het begin volgend jaar naar het Johnson Space Center (JSC) van NASA sturen om cryovac-tests uit te voeren en de post-milieutestverificatie van het optische systeem uit te voeren," aldus Uitgewerkt.
"Ondertussen voltooit Northrup Grumman de fabricage van de zonnekap en voltooit hij de integratie van de ruimtevaartuigcomponenten in hun stukken."
“Eind 2017 is het dan zo dat de twee delen - de OTIS-configuratie en de zonnekapconfiguratie - voor het eerst samenkomen als een volledig observatorium. Dat gebeurt bij Northrup Grumman in Redondo Beach. '
Webb's optische trein bestaat uit vier verschillende spiegels. We bespraken de details van de spiegels, hun installatie en testen.
'Er zijn vier spiegelvlakken,' zei Durning.
"We hebben de grote primaire spiegel van 18 segmenten, de secundaire spiegel zit op het statief erboven en het middengedeelte dat eruitziet als een piramidestructuur [AOS] bevat de tertiaire spiegel en de fijne stuurspiegel."
“De AOS wordt geleverd als een compleet pakket. Dat is in het midden [van de primaire spiegel] ingevoegd. '
Elk van de 18 zeshoekige segmenten van de primaire spiegel is iets meer dan 4,2 voet (1,3 meter) breed en weegt ongeveer 88 pond (40 kilogram). Ze zijn gemaakt van beryllium, verguld en ongeveer zo groot als een salontafel.
In de ruimte zal de opgevouwen spiegelconstructie zich in zij aan zij secties ontvouwen en samenwerken als één grote 21,3 voet (6,5 meter) spiegel, ongekend groot en lichtopvangend vermogen.
De eenzame ronde secundaire spiegel zit bovenaan de statiefboom boven de primaire.
De tertiaire spiegel en fijne stuurspiegel zitten in het Aft Optics System (AOS), een kegelvormige eenheid in het midden van de primaire spiegel.
'Dus hoe het werkt, is dat het licht van de primaire spiegel terugkaatst naar het secundaire en het secundaire naar het tertiaire stuitert,' legde Durning uit.
“En dan stuitert het tertiair - dat zich binnen die AOS-structuur bevindt - naar de stuurspiegel. En dan stuurt die stuurspiegel de lichtstralen van fotonen naar de afhaalspiegels die zich onder in de ISIM-structuur bevinden. '
'Dus de fotonen gaan door die AOS-kegel. Er is een masker bovenaan dat het pad afsnijdt, zodat we een vaste vorm hebben van de straal die erdoorheen komt. '
"Het is de tertiaire spiegel die de fotonen naar de fijne stuurspiegel stuurt. De fijne stuurspiegel stuurt het vervolgens [de fotonen] naar de afhaalspiegels die zich onder in de ISIM-structuur bevinden. ”
De uitlijning tussen het AOS-systeem en de primaire en secundaire spiegels van de telescopen is dus ongelooflijk kritisch.
“De AOS tertiaire spiegel vangt het licht op [van de secundaire spiegel] en stuurt het licht naar de stuurspiegel. De vereisten voor afstemming waren precies wat we nodig hadden. Dat was dus een uitstekende vooruitgang. ”
“Dus het hele spiegelsysteem wordt uitgecheckt. Het systeem is geïntegreerd en de uitlijning is gecontroleerd. ”
Webb's gouden spiegelstructuur werd deze week op 4 mei voor een zeer korte periode opgetild, zoals te zien is in deze NASA time-lapse video:
De 18-segment primaire spiegel van de James Webb-ruimtetelescoop van NASA werd op 4 mei 2016 verticaal uitgelijnd in de grootste cleanroom van het Goddard Space Flight Center van het bureau in Greenbelt, Maryland. Credit: NASA
Het gigantische observatorium zal de lichtopvangende kracht van NASA's Hubble Space Telescope (HST) aanzienlijk overtreffen - momenteel de krachtigste ruimtetelescoop die ooit naar de ruimte is gestuurd.
Nu de spiegelstructuur is voltooid, is de volgende stap de installatie van de ISIM-wetenschapsmodule.
Om dat te bereiken, hebben technici deze week de Webb-spiegelstructuur voorzichtig verplaatst naar de cleanroom-portaalconstructie.
Zoals te zien is in deze time-lapse-video die we hebben gemaakt van Webbcam-afbeeldingen, hebben ze de structuur verticaal gekanteld, omgedraaid, horizontaal neergelaten en vervolgens via een bovenloopkraan naar het werkplatform getransporteerd.
Time-lapse waarin de onbedekte 18-segment primaire spiegel van NASA's James Webb-ruimtetelescoop in verticale positie wordt gebracht, omgedraaid en ondersteboven wordt neergelaten tot horizontale positie en vervolgens wordt verplaatst naar verwerkingsportaal in de grootste cleanroom van het Goddard Space Flight Center van het agentschap in Greenbelt, Maryland, op 4/5 mei 2016. Afbeeldingen: NASA Webbcam. Time-lapse door Ken Kremer / kenkremer.com / Alex Polimeni
De telescoop wordt in 2018 gelanceerd op een Ariane V-booster vanuit het Guyana Space Center in Kourou, Frans Guyana.
De Webb-telescoop is een gezamenlijk internationaal samenwerkingsproject tussen NASA, de European Space Agency (ESA) en de Canadian Space Agency (CSA).
Webb is ontworpen om naar het eerste licht van het heelal te kijken en zal terug kunnen kijken in de tijd toen de eerste sterren en eerste sterrenstelsels zich vormden. Het zal ook de geschiedenis van ons universum en de vorming van ons zonnestelsel bestuderen, evenals andere zonnestelsels en exoplaneten, waarvan sommige het leven op planeten vergelijkbaar met de aarde kunnen ondersteunen.
Meer over ISIM in het volgende verhaal.
Bekijk deze ruimte voor mijn lopende rapporten over JWST-spiegels, wetenschap, constructie en testen.
Blijf hier op de hoogte voor Ken's voortdurende nieuws over aarde en planetaire wetenschap en bemande ruimtevaart.
