211service.com
Gigantische spiegel voor een nieuwe ruimtetelescoop
Het vermogen van een telescoop om licht van verre objecten te verzamelen is direct gerelateerd aan de grootte van zijn spiegels: hoe groter de spiegel, hoe meer licht hij kan opvangen. Daarom hebben ingenieurs van NASA Goddard Space Flight Center, Northrop Grumman, Ball Aerospace, SSG-L3 Tinsley en AXSYS Technologies een extreem grote, lichtgewicht cryogene spiegel gebouwd. Door zijn grootte kan hij sneller meer licht opvangen dan eerdere telescopen en met een betere resolutie. De gigantische spiegel, die zal worden ingezet op de James Webb Space Telescope ( JWST ), zal een revolutie teweegbrengen in de studies over hoe sterren en planetaire systemen zich vormen en evolueren.
Optische testen: Ingenieurs van Ball Aerospace bouwden een optische testbank van één zesde schaal om de technologieën voor de James Webb Space Telescope te testen voordat deze werd ingezet. Hier is een kleinschalige schijnversie te zien van de lichtgewicht cryogene spiegel die wordt gemanipuleerd door golffrontdetectie- en besturingstechnologie. De spiegel op ware grootte bestaat uit 18 afzonderlijke stukken, met een totale diameter van meer dan zes meter.
Het is de bedoeling dat de James Webb-telescoop in 2013 de Hubble-ruimtetelescoop zal opvolgen. Het belangrijkste onderdeel, de nieuwe spiegel, bestaat uit 18 segmenten die samen een totale oppervlakte van bijna 25 vierkante meter vormen, zeven keer de oppervlakte van de spiegel van de Hubble-telescoop. zegt John Decker, adjunct-directeur van het project bij NASA. De spiegel is een van de meest revolutionaire technologieën die aan boord van de JWST zullen gaan, zegt Decker. Het is extreem licht van gewicht, met zeer nauwkeurige optische oppervlakken.
De nieuwe telescoop van NASA zal vooral in het infraroodspectrum naar het heelal kijken; het zal stationair blijven ten opzichte van de aarde en de zon op een miljoen mijl afstand van de aarde. Het zal werken bij enorm koude temperaturen (30 tot 55 kelvin) en kan daarom geen warmte genereren die zou kunnen overspoelen wat wetenschappers proberen te detecteren. De Hubble-telescoop daarentegen draait in een baan om de aarde en detecteert optische en ultraviolette golflengten met behulp van een glazen spiegel die stabiel is bij die temperaturen, maar dat zou niet zijn bij de temperaturen van de James Webb-telescoop.
De spiegel voor de nieuwe telescoop is gemaakt van beryllium, een van de lichtste bekende metalen. Het materiaal heeft uitzonderlijke thermische eigenschappen waardoor de optische prestaties stabiel blijven bij een breed temperatuurbereik. Het is ook thermisch geleidend: dat wil zeggen, het geleidt warmte over de hele spiegel, waardoor temperatuurgradiënten worden geëlimineerd.
multimedia
Video: Bekijk de inzet van de James Webb-ruimtetelescoop.
Video: Bekijk het observatorium en de spiegel die worden gebouwd.
Afbeelding Diavoorstelling: bekijk de primaire spiegel en een model op ware grootte.
Het is niet de eerste keer dat dit materiaal in de ruimte wordt gebruikt. De hoofdspiegel van de Spitzer Space Telescope, die in augustus 2003 werd gelanceerd, maakt ook gebruik van beryllium, maar de spiegel heeft een diameter van slechts driekwart. De spiegel van de James Webb-telescoop daarentegen heeft een diameter van meer dan zes meter, wat de productie een veel grotere uitdaging maakt, zegt Lee Feinberg, de telescoopmanager bij NASA.
Gezien de extreme afmetingen van de spiegel, hebben ingenieurs deze in 18 afzonderlijke stukken verdeeld, elk met een diameter van ongeveer 1,3 meter. De segmenten worden samengevouwen, zoals de bladeren van een klaptafel, en ontvouwen zich terwijl de telescoop naar zijn bestemming reist.
Ingenieurs nemen extra voorzorgsmaatregelen om een herhaling van het ongeluk met de Hubble-telescoop te voorkomen, waarbij de spiegel feitelijk werd geslepen en gepolijst tot een onjuist recept. Als gevolg hiervan waren de door de Hubble geproduceerde beelden wazig en werd NASA gedwongen corrigerende optica te installeren tijdens een reparatiemissie. Aangezien de spiegel van de James Webb-telescoop is gemaakt van beryllium in plaats van van glas, verschillen de specifieke methoden om deze te produceren aanzienlijk van die voor de productie van de Hubble-spiegel. De meerdere onafhankelijke meetmethoden die gepland zijn voor de JWST-mirrors voorafgaand aan de lancering, zullen ervoor zorgen dat ze de juiste voorschriften hebben, zegt Decker.
De spiegels hebben zeven vrijheidsgraden en kunnen afzonderlijk worden bestuurd, zodat wetenschappers elk segment kunnen bewegen, kantelen, kantelen en scherpstellen met behulp van een nieuwe technologie die speciaal voor de telescoop is ontwikkeld.