Telescopul spațial James Webb (JWST) este telescopul mult așteptat, mult așteptat de „generația următoare”, care sperăm că va privi mai departe în timp și mai adânc în regiunile formate de stele prăfuite, folosind lungimi de undă mai lungi și mai multă sensibilitate decât orice telescop spațial anterior. . Pentru a ne duce la acest nivel următor, ai înțelege că ar trebui să se dezvolte noi tehnologii pentru ca acest telescop extrem de imens să fie construit. Ai avea dreptate.
De fapt, inginerii au fost nevoiți să folosească puțin unobtainium pentru a construi șasiul unic, un coloana vertebrală care va ține nava spațială.
Unobtainium nu este doar numele materialului extras în filmul lui James Cameron „Avatar”. Este un cuvânt folosit în inginerie - și uneori ficțiune - pentru a descrie orice material sau dispozitiv extrem de rar, costisitor sau imposibil din punct de vedere fizic necesar pentru a îndeplini un anumit design pentru o anumită aplicație.
Șasiul pentru JWST - numit modul Integrated Science Instrument Modul ISIM - este confecționat dintr-un material compozit niciodată fabricat, care a trebuit să reziste la temperaturile super-reci pe care le va întâlni atunci când observatorul va atinge orbita sa de 1,5 milioane de kilometri (930,000 mile) ) de pe Pământ.
ISIM tocmai a trecut un test extrem de important, supraviețuind temperaturi care au scăzut până la 27 de Kelvin (-411 grade Fahrenheit), mai reci decât suprafața lui Pluto în timpul unui ciclu de testare în simulatorul de mediu spațial Goddard - o cameră de vid termic cu trei etaje. care simulează temperatura și condițiile de vid găsite în spațiu.
Echipa de la Goddard Space Flight Center care a fost însărcinată cu construirea șasiului avea nevoie de un material care să asigure diferitele instrumente de pe JWST să mențină o aliniere și stabilitate criogenică precise, dar să supraviețuiască forțelor gravitaționale extreme experimentate în timpul lansării.
Testul a fost făcut pentru a afla dacă structura de dimensiuni a mașinii s-a contractat și distorsionat așa cum s-a prevăzut când s-a răcit de la temperatura camerei până la frigid - foarte important, deoarece instrumentele științifice trebuie să mențină o locație specifică pe structură pentru a primi lumina colectată de telescopul 6.5. -metru (21,3-picioare) oglindă primară. Dacă structura s-ar fi micșorat sau distorsionată într-un mod imprevizibil din cauza frigului, instrumentele nu ar mai fi în măsură să strângă date despre toate, de la primele lumini luminoase care urmează Big Bang-ului până la formarea de sisteme stelare capabile să susțină viața.
Când au început pentru prima dată, nu existau nimic care să se potrivească de la distanță la descrierea a ceea ce era necesar. Așadar, asta a lăsat o alternativă: dezvoltarea propriului material, care încă a fost fabricat, pe care membrii echipei îl numeau în glumă drept „unobtainium”. Prin modelarea matematică, echipa a descoperit că, combinând două materiale compozite, ar putea crea un sistem de rășină din fibră de carbon / cianat-ester, care ar fi ideal pentru fabricarea tuburilor pătrate ale structurii care măsoară 75 mm (3 inci) diametru.
În timpul testului recent de 26 de zile și cu cicluri repetate de testare, ansamblul asemănător cu trupa proiectat de inginerii Goddard nu s-a fisurat. Structura s-a micșorat așa cum a fost prevăzută doar 170 microni - lățimea unui ac - când a ajuns la 27 de Kelvin (-411 grade Fahrenheit), depășind cu mult necesarul de proiectare de aproximativ 500 de microni. „Cu siguranță nu am fi reușit să realignăm instrumentele pe orbită dacă structura s-ar fi mișcat prea mult”, a declarat managerul de proiect ISIM Structura Eric Johnson. „Acesta este motivul pentru care trebuia să ne asigurăm că am conceput structura potrivită.”
Acest tip de structură ar putea servi NASA în viitor pentru generația viitoare, dincolo de JWST, și ar putea fi, de asemenea, un „spinoff” pe care producătorii îl pot găsi utile în proiectarea structurilor care necesită o toleranță ridicată în condiții.
Sursa: NASA Goddard
