NASA nächste Space Telescope kommen zusammen, Stück für Stück
REDONDO BEACH, Kalifornien – NASA James Webb Space Telescope gehört zu den komplexen und leistungsstarken Observatorien, die je entwickelt wurden.
Fast sofort nach dem Start in den Weltraum im Jahr 2018, James Webb Space Telescope startet den langsamen Prozess der Entfaltung von seiner Clamshell-Konfiguration in das empfindlichste Infrarot-Gerät seiner Art noch gebaut. Das Teleskop wird dann beginnen peering tief in den Kosmos für Signale aus dem Urknall, die unser Universum erschaffen übrig.
Aber JWSTs Nägelkauen Bereitstellung wird nicht zum ersten Mal das Handwerk entfaltet. Vor dem Bau der letzten Komponenten, Ingenieure machen schon sicher zu testen und Testen von Prototypen unter Bedingungen potenziell rauher als das Teleskop – der lang ersehnte $ 8,8 Milliarden Nachfolger zum legendären Hubble-Weltraumteleskop der NASA – erleben.
Durch die Northrop Grumman Corporation, NASA primäre Auftragnehmer verantwortlich für Aufbau JWST wurde Raum einsetzbaren Entwürfe von spiegeln, solar Schilde und Elektronik-Lagerkörper des Handwerks hergestellt. [Fotos: das James Webb Space Telescope]
Jedes Stück ist identisch mit dem Endprodukt. Die Teile des riesigen Teleskops sind einige der schlimmsten Prüfungen ausgesetzt, die Ingenieure mit oben kommen können. Die Modelle müssen nicht nur unter idealen Bedingungen, sondern auch in unterdurchschnittlich Bedingungen durchführen.
"Sie nicht nur testen wie es geht, die so funktionieren, wie, die es funktionieren soll", sagte Scott Willoughby, JWST Programmmanager bei Northrop Grumman, während eine Jan. 11 Tour durch das Unternehmen Anlage hier in Redondo Beach.
In Etappen gebaut
Jet-Größe Teleskop ist nicht alles auf einmal, sondern stattdessen inkrementell, gebaut, so dass für die Prüfung der einzelnen Teile.
"Sie nicht gebaut alles und sehen, ob es funktioniert," Willoughby sagte.
Die erste Priorität ist mit hohem Risiko Objekte wie der Spiegel und die Instrumente gewesen. JWST enthält 18 sechseckige Spiegel in einem Array und nicht ein großer Spiegel.
Kleinere Spiegel erlauben eine präzisere Bau. Die getrennten Teile bewegen auch leichter in den Weltraum; Obwohl 12 am Zentrum Mast sitzen, entfalten sich zwei drei-Spiegel-Panels auf jeder Seite, wie das Teleskop setzt.
Hergestellt aus Beryllium sind die kleinen Spiegel weniger geeignet als eine riesige ändern ihre Form in den extremen Temperaturen von Raum. Der letzte Spiegel wird eine reflektierende Oberfläche von 21,5 Fuß (6,5 Meter), mit einer fast fünfmal größer als der Hauptspiegel des Hubble-Weltraumteleskops Lichtsammelfläche entsprechen.
Jeder Spiegel ist bedeckt von einer dünnen Schicht aus Gold, die Reflektivität zu verbessern – eine sehr dünne Schicht, Willoughby betont.
"Sie konnte nicht alle, dass Gold und einen Ehering zu machen", sagte er.
Obwohl Northrop Grumman die primäre Fremdfirma ist, haben die Spiegel selbst an Ball Aerospace weitervergeben wurden die verschiedenen Elemente vergeben hat.
"Es braucht ein ganzes Dorf um ein Spiegel zu bauen", sagt Willoughby.
All18 Segmente des Hauptspiegels wurde letztes Jahr fertiggestellt. JWST Instrumente, die von der NASA Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, und den europäischen und kanadischen Raumfahrtagenturen montiert sind, bis Ende dieses Jahres fertig sein sollte, sagten Beamte.
Der größte Teil des JWST ist die 5-schichtigen Sonnenblende, die das Teleskop von Temperaturen von bis zu 185 Grad Celsius (85 Grad) auf der Sonnenseite schützen wird. Das primäre Teleskop muss bei Temperaturen unter minus 370 Grad Fahrenheit (minus 223 Grad Celsius) bleiben, so dass es schwache Infrarot-Emissionen aus weit entfernten Quellen registrieren kann.
Jede Schicht des Tennis-Gericht-Größe Sonnenblende ist mit mehr als 10.000 Nähte, die damit eine 3D-Form anstatt der restlichen Wohnung nehmen können gefüllt. Die fünf Schichten sind entweder 0,001 oder 0,002 Zoll dick und ähneln die Oberfläche einen riesigen Mylar Ballon. Drei der fünf sind bereits fertig gestellt, wobei die letzten beiden voraussichtlich bis Ende des Jahres erfolgen.
Die Sonnenblende Blöcke Wärme nicht nur von der Sonne, sondern auch aus dem Körper des Observatoriums. Fast 10 Fuß (3 m) im Durchmesser, beherbergt Körper, bekannt als der Bus JWSTs Instrumente und Stromversorgung. Die elektronische Ausrüstung gibt Wärme, die astronomische Messwerte genau wie die Sonne hemmen können.
Der Bus ist "das Herz von allem, das in den Weltraum geht", sagt Willoughby.
Bau auf dem Bus, die erst vor kurzem begonnen, obwohl das Raum-Ready-Modell bereits eine Reihe von Tests unterzogen wurde.
Das Teleskop wird in einer Bucht von Northrop Grumman Redondo Beach Anlage zusammengefügt werden. Von dort wird es Los Angeles verlassen auf einem Boot, Reisen durch den Panamakanal und von Französisch-Guayana in Südamerika gestartet werden. [Das James Webb Space Telescope (Video)]
"Die sieben Tage des Terrors"
Fast sofort, nachdem es die Umlaufbahn der Erde verlässt, wird das James Webb Space Telescope den Bereitstellung-Prozess beginnen.
Die äußere Schicht, die schützt sie vor der Hitze des Rennsports durch die Erdatmosphäre wird absetzen. Die Flügel halten die Sonnenblende werden sich entfalten, und die Abschirmung beginnt zur vollen Kapazität zu verbreiten. Der Sekundärspiegel verlängert, und die beiden Platten auf dem primären entstehen.
"Wir eigentlich räkeln wird wie wir mit dem Flugzeug anreisen," sagte Willoughby.
Der gesamte Prozess dauert etwa zwei Wochen und passiert während JWST auf ihren endgültigen Bestimmungsort beschleunigt, ein gravitativ stabil vor Ort 900.000 Meilen (1,5 Millionen km) von der Erde, genannt die Sonne-Erde Lagrange Punkt 2.
Sechs Monate nach Markteinführung, soll das Teleskop zum Auftakt seiner fünfjährigen Wissenschaftsmission vorliegen. (Die gesamte Sternwarte hat eine Lebensdauer von 10 Jahren.)
"Der Mars [Rover Curiosity] hatte sieben Minuten des Schreckens," sagte JWST Wissenschaftler Heidi Hammel des Space Science Institute in Boulder, Colorado "Werden wir haben sieben Tage des Terrors."
Nach Hammel werden die meisten nervenaufreibende Teil der Bereitstellung die Erweiterung der kleineren Sekundärspiegel. Probleme, die sich entwickeln, können mit der Sonnenblende oder Motoren können trotzdem für einige begrenzte Wissenschaft durchgeführt werden.
Aber "Wenn wir der Sekundärspiegel nicht haben, nicht wir ein Teleskop haben", sagte Hammel.
Trotz der komplizierten Natur des Bereitstellungsprozesses sagte Willoughby er ist zuversichtlich, Erfolg, unter Berufung auf die vielen Tests, die heraus jede Komponente und jedes Verfahren, zusammen mit Northrop Grumman Erfolgsbilanz erweisen wird.
"Northrop Grumman hat eine Erfolgsquote von 100 Prozent im Einsatz", betont er.
Obwohl JWST eine erhebliche Entfaltung durchlaufen wird, wird nicht es den Rekord für ein Northrop Grumman gebaute Satellit halten. Nach Stuart Moses, der mit Wissenschaft und Wetter-Systeme für das Unternehmen arbeitet, diese Ehre geht auf das Tracking und Data Relay System (TRDS), ein Array von sechs Satelliten gestartet im Jahr 1983, die für einen Rekord nach 25 Jahren erkannt wurde.
"TDRS weitere Bereitstellungen nur zahlenmäßig hat", sagte Moses.
Northrop Grumman hat in den Bau einer Reihe von Satelliten und Teleskopen, einschließlich NASA Chandra und Compton Gamma Ray Observatorien geholfen.
"Ein Großteil der Bereitstellungstechnologie, die wir im Laufe der Jahrzehnte verwendet haben, JWST angewendet wurde," sagte Moses.
Diese Geschichte wurde von zur Verfügung gestellt SPACE.com , eine Schwester-site zu LiveScience. SPACE.com auf Twitter folgen @Spacedotcom . Wir sind auch auf Facebook & Google +.