سپر خورشیدی بزرگ تلسکوپ جیمز وب آماده باز شدن است - تلویزیون کالا

به گزارش تلویزیون کالا، با تکمیل همه فرآیند های لازم و استقرار سازه های اصلی فضاپیمای جیمز وب و بعلاوه توسعه برج قابل تنظیم رصدخانه و فلپ عقب، اکنون این مجموعه برای فرایند پیچیده باز شدن آفتابگیر بزرگ خود آماده می گردد.

به گفته مایکل مک الوین (Michael McElwain) دانشمند پروژه رصدخانه از مرکز فضایی گادرد ناسا، تلسکوپ وب و ابزارهای علمی آماده اند تا وارد سایه شوند و دیگر هرگز نور مستقیم خورشید را نبینند.

عملیات فوق العاده پیچیده است و شامل بسیاری از مراحل اصلی و جزئی می گردد که باید همه به درستی پیش بفرایند. 50 مرحله استقرار اصلی وجود دارد که تلسکوپ جیمز وب را از پیکربندی جمع شده برای پرتاب به یک رصدخانه عملیاتی تبدیل می نماید. استقرار آفتابگیر وب شامل 140 مکانیسم آزادسازی، تقریبا 70 مجموعه لولا، 8 موتور استقرار، یاتاقان ها، فنرها، چرخ دنده ها، حدود 400 قرقره و 90 کابل به طول 400 متر است که عملکرد یکپارچه آن ها حساسیت بالایی دارد.

فرایند منظم استقرار آفتابگیر با آزادسازی مکانیکی پالت های جلو و عقب تلسکوپ و سپس پایین آمدن آن ها تا موقعیت نهایی به یاری موتور، شروع شد. در ادامه تلسکوپ و ابزار علمی که روی مجموعه برج قابل تنظیم (DTA) نصب شده اند، به صورت مکانیکی آزاد شدند و بالا رفتند. سپس فلپ تکانه که به انتهای پالت عقب متصل است، آزاد شد و در موقعیتی نهاده شد تا بتواند فشار ناشی از خورشید بر روی آفتابگیر بزرگ و تغییرات ناشی از مصرف اندک سوخت را حول مرکز جرم رصدخانه متعادل کند.

این عملیات 30 دسامبر (9 دی) و کمی پس از ساعت 09:00 صبح منطقه زمانی شرقی (17:30 به وقت تهران) پایان یافت. کل فرآیند تنها حدود 8 دقیقه طول کشید و طی آن، مهندسان با فرستادن فرمان، بست نگهدارنده فلپ را آزاد کردند تا یک فنر، فلپ را به موقعیت نهایی خود جابه جا کند.

این بخش از تلسکوپ که فلپ تکانه (Momentum Flap) نام گرفته، با یاری به حفظ جهت رصدخانه در مدار، مقدار سوخت لازم مجموعه در طول عمر تلسکوپ وب را به حداقل می رساند. در حقیقت فوتون های نور خورشید با برخورد به سطح بزرگ سپر خورشیدی، به آن فشار وارد می نمایند که اگر این فشار به درستی خنثی نگردد، باعث چرخش رصدخانه می گردد که احتیاج به متعادل سازی به وسیله چرخ های واکنش گر خواهد داشت. بنابراین فلپ تکانه نهاده شده در عقب، با فشار فوتون ها حرکت می نماید و آفتابگیر را متعادل می سازد تا در نهایت کل مجموعه در شرایط پایدار بماند.

درست همان طور که دکل کشتی بادبانی باید در موقعیت مناسب خود قرار بگیرد و پیش از باز کردن بادبان های کشتی، باید سازوکار آن مستقر گردد، سازه های پالت وب، فلپ تکانه و پایه های میانی آن همه برای باز شدن سپر نقره ای جیمز وب در جای خود قرار می گیرند.

در ادامه فرایند استقرار، پوشش های محافظ آفتابگیر هم با جمع شدن دستگاه های آزادنماینده، کنار رفتند تا سامانه برای استقرار لایه های آفتابگیر آماده باشد. این پوشش از پوسته های پنج لایه آفتابگیر در هنگام پرتاب محافظت می کرد. پس از آنکه مهندسان ابزارهای رهاسازی الکتریکی این پوشش ها را فعال کردند، فرمان چرخاندن روکش ها به سمت بالا را اجرا کردند تا پوسته های آفتابگیر برای نخستین بار در معرض فضا قرار بگیرند. این فرایند که حدود یک ساعت طول کشید، 30 دسامبر (9 دی) در ساعت 12:27 منطقه زمانی شرقی (20:57 به وقت تهران) تکمیل شد.

مک الوین درباره فرایند پیچیده استقرار سپر خورشیدی گفت: یکی از ویژگی های طراحی منحصربه فرد وب، استفاده از خنک نماینده غیرفعال به یاری آفتابگیر پنج لایه است تا دمای عملیاتی تلسکوپ را به 45 درجه کلوین (منفی 228 درجه سانتی گراد) برساند. این آفتابگیر بزرگ در هنگام استقرار با حدود 21.2 متر در 14.2 متر تقریبا به مقدار یک زمین تنیس خواهد بود.

او اضافه کرد: هندسه و مقدار آفتابگیر به گونه ای مشخص شد که تلسکوپ بتواند در هر لحظه به میدان دیدی که 40 درصد از آسمان را پوشش می دهد، نگاه کند و در نتیجه هر نقطه از آسمان را در مدت 6 ماه رصد کند. این معماری نوآورانه، حساسیت وب را به نوعی تنظیم می نماید که در طول مدت مأموریت برای تمام طول موج های کوتاه تر از 15 میکرون، به جای گرمای تابشی خود رصدخانه، فقط به وسیله پس زمینه طبیعی آسمان (اغلب نور منطقهالبروجی) محدود گردد.

برای عملیات پرتاب، آفتابگیر مانند یک چتر نجات جمع شد و روی سازه های پالت (UPS) جلو و عقب نهاده شد. هر دو سازه پشتیبان تلسکوپ و آفتابگیر، به طور مکانیکی به یکدیگر و بستر فضاپیما متصل شدند تا در محفظه موشک آریان 5 قرار بگیرند و در برابر شرایط سخت پرتاب، مقاومت داشته باشند.

در مرحله بعد، پایه ها یا تیرک ها میانی تلسکوپی به صورت متوالی از شاسی فضاپیما و عمود بر خط دید تلسکوپ بیرون رانده می شوند و بخش های چین خورده محافظ خورشیدی را به پیکربندی نهایی اما همچنان بدون شرایط کشش می رسانند. پایان هر لایه سایه بان کشیده می گردد تا در جای دقیق خود قرار بگیرد. عملیاتی که با لایه رو به خورشید شروع می گردد و با لایه نزدیک تر به تلسکوپ پایان می یابد.

سپر خورشیدی مستقر شده، فرآیند سریع خنک سازی تلسکوپ و ابزارهای علمی را شروع می نماید اما در عین حال گرم نماینده های درون ابزارهای علمی هم برای کنترل این فرایند سرد شدن و جلوگیری از ناسازگاری به کار می فرایند. در حالی که همه این مراحل روی زمین آزمایش و به صورت عملیاتی در مرکز عملیاتی مأموریت تمرین شده است، اما این فعالیت های حیاتی برای یک مأموریت پیروز، باید در فضا هم به درستی اجرا شوند.

عکس کاور: طرحی گرافیکی از تلسکوپ فضایی جیمز وب پس از باز شدن پوشش محافظ سپر خورشیدی

Credit: NASA

منابع: NASA, Space