James Webb Uzay Teleskobu (JWST), daha önce herhangi bir uzay teleskobundan daha uzun dalga boyları ve daha fazla hassasiyet kullanarak daha geriye ve daha tozlu yıldız oluşturma bölgelerinde daha derin bakacağını umduğumuz, çok beklenen, uzun zamandır beklenen “yeni nesil” teleskop. . Bizi bir sonraki seviyeye taşımak için, bu çığır açan, süper devasa teleskopun inşa edilmesi için yeni teknolojilerin geliştirilmesi gerektiğini düşünebilirsiniz. Haklısın.
Aslında, mühendisler, uzay aracını bir arada tutacak bir tür şasi oluşturmak için biraz unobtainium kullanmak zorunda kaldılar.
Unobtainium sadece James Cameron’un “Avatar” filminde çıkarılan malzemenin adı değildir. Belirli bir uygulama için belirli bir tasarımı yerine getirmek için gereken son derece nadir, maliyetli veya fiziksel olarak imkansız herhangi bir malzemeyi veya cihazı tanımlamak için mühendislikte ve bazen kurguda kullanılan bir kelimedir.
Entegre Bilim Enstrüman Modülü ISIM olarak adlandırılan JWST şasisi, gözlemevi 1,5 milyon kilometrelik (930.000 mil) yörüngesine ulaştığında karşılaşacağı süper soğuk sıcaklıklara dayanması gereken daha önce hiç üretilmemiş bir kompozit malzemeden yapılmıştır ) dünyadan.
ISIM, Goddard'ın Uzay Ortamı Simülatöründe bir test döngüsü sırasında Pluto'nun yüzeyinden daha soğuk olan 27 Kelvin (-411 derece Fahrenheit) kadar düşük sıcaklıklarda hayatta kalan son derece önemli bir testten geçti - üç katlı bir termal vakum odası uzayda bulunan sıcaklık ve vakum koşullarını simüle eder.
Goddard Uzay Uçuş Merkezi'nde şasiyi inşa etmekle görevli ekip, JWST'deki çeşitli enstrümanların hassas bir kriyojenik hizalama ve stabilite koruyacak, ancak lansman sırasında yaşanan aşırı yerçekimi kuvvetlerinden kurtulabilecek bir malzemeye ihtiyaç duyuyordu.
Test, araba boyutundaki yapının oda sıcaklığından buzdolabına soğuduğunda tahmin edildiği gibi büzülüp büzülmediğini bulmak için yapıldı - çok önemlidir, çünkü bilim aletleri teleskopun 6.5 tarafından toplanan ışığı almak için yapı üzerinde belirli bir konumu korumalıdır. metrelik (21.3 fit) birincil ayna. Yapı soğuktan dolayı öngörülemeyen bir şekilde küçülürse veya bozulursa, aletler artık Big Bang'i takip eden ilk ışık parıltılarından yaşamı destekleyebilen yıldız sistemlerinin oluşumuna kadar her şey hakkında veri toplayacak konumda olmayacaktır.
İlk başladığında, ihtiyaç duyulan şeyin açıklamasına uzaktan uyan hiçbir şey yoktu. Yani, bu bir alternatif bıraktı: takım üyelerinin şaka yolla “unobtainium” olarak adlandırdığı, henüz üretilecek kendi malzemelerini geliştirmek. Matematiksel modelleme sayesinde ekip, iki kompozit malzemeyi birleştirerek, 75 mm (3 inç) çapında kare yapıları üretmek için ideal olacak bir karbon fiber / siyanat-ester reçine sistemi oluşturabileceğini keşfetti.
Son 26 günlük test sırasında ve tekrarlanan test döngülerinde, Goddard mühendisleri tarafından tasarlanan kafes benzeri montaj çatlamadı. Yapı, yaklaşık 170 mikronluk tasarım gereksinimini çok aşan 27 Kelvin'e (-411 derece Fahrenheit) ulaştığında, sadece 170 mikron (bir iğne genişliği) ile tahmin edildiği gibi küçüldü. ISIM Yapı Proje Yöneticisi Eric Johnson, “Yapı çok fazla hareket ederse, aletleri yörüngede yeniden düzenleyemezdik” dedi. “Bu yüzden doğru yapıyı tasarladığımızdan emin olmamız gerekiyordu.”
Bu tip yapı gelecekte NASW'ye JWST'nin ötesinde gelecek nesil için hizmet edebilir ve ayrıca üreticilerin koşullara yüksek tolerans gerektiren yapıların tasarımında yararlı bulabilecekleri bir “sapma” olabilir.
Kaynak: NASA Goddard
