Mühəndislər Böyük Britaniyadan ayrıldıqdan sonra NASA-nın Goddard Kosmik Uçuş Mərkəzində James Webb Kosmik Teleskopunun orta infraqırmızı alətinin “qəbulunu” həyata keçirirlər.
JPL uçuş texnikləri Conni Melendez (sağda) və Co Mora MIRI krioküler cihazını Kaliforniya ştatının Redondo çimərliyindəki Northrop Grummana göndərməzdən əvvəl yoxlayır. Orada, soyuducu Webb teleskopunun gövdəsinə bərkidilir.
Böyük Britaniyanın Ruterford şəhərindəki Appleton Laboratoriyasında görülən MIRI alətinin bu hissəsi infraqırmızı detektorları ehtiva edir. Kriokuler daha yüksək temperaturda işlədiyi üçün detektordan uzaqda yerləşir. Soyuq helium daşıyan boru iki hissəni birləşdirir.
MIRI (solda) Redondo Çimərliyindəki Northrop Grumman-da tarazlıq şüası üzərində oturur, çünki mühəndislər onu İnteqrasiya edilmiş Elmi Alət Moduluna (ISIM) qoşmaq üçün yerüstü krandan istifadə etməyə hazırlaşırlar. ISIM Uebbin əsasını təşkil edir, teleskopu yerləşdirən dörd elmi alətdir.
Rəsədxanadakı dörd elmi cihazdan biri olan MIRI aləti işləməzdən əvvəl o, maddənin çata biləcəyi ən soyuq temperatura qədər soyudulmalıdır.
NASA-nın dekabrın 24-də buraxılması planlaşdırılan James Webb Kosmik Teleskopu tarixdəki ən böyük kosmik rəsədxanadır və onun da eyni dərəcədə çətin vəzifəsi var: kainatın uzaq guşələrindən infraqırmızı işığı toplamaq, elm adamlarına kainatın quruluşunu və mənşəyini araşdırmaq imkanı verir. Bizim kainatımız və oradakı yerimiz.
Bir çox kosmik obyektlər, o cümlədən ulduzlar və planetlər, onların əmələ gəldiyi qaz və toz infraqırmızı işıq yayır, buna bəzən termal şüalanma deyilir. Lakin tosterlər, insanlar və elektronika kimi digər isti obyektlər də belədir. Bu o deməkdir ki, Webbin dörd infraqırmızı aləti öz infraqırmızı işığını aşkar edə bilir. Bu emissiyaları azaltmaq üçün cihaz çox soyuq və ya çox soyuq olmalıdır. o (mənfi 233 dərəcə Selsi). Amma düzgün işləməsi üçün orta infraqırmızı alətin və ya MIRI-nin daxilindəki detektorlar daha soyuq olmalıdır: 7 Kelvindən aşağı (mənfi 448 dərəcə Fahrenheit və ya mənfi 266 dərəcə Selsi).
Bu, mütləq sıfırdan (0 Kelvin) cəmi bir neçə dərəcə yuxarıdır – nəzəri cəhətdən mümkün olan ən soyuq temperaturdur, baxmayaraq ki, bu, heç bir istiliyin tam olmamasını ifadə etdiyi üçün fiziki cəhətdən heç vaxt əlçatmazdır. (Lakin MIRI kosmosda işləyən ən soyuq görüntüləmə aləti deyil.)
Temperatur əslində atomların nə qədər sürətlə hərəkət etdiyini göstərən bir ölçüdür və öz infraqırmızı işığını aşkar etməklə yanaşı, Webb detektorları öz termal vibrasiyaları ilə işə salına bilər. MIRI digər üç alətlə müqayisədə daha az enerji diapazonunda işığı aşkarlayır. Nəticədə onun detektorları istilik vibrasiyalarına daha həssasdırlar. aşkar etmək.
Başlandıqdan sonra Webb MIRI və digər alətləri günəşin istiliyindən qoruyan tennis meydançası ölçülü üzlük yerləşdirəcək və onların passiv soyumasına imkan verəcək. Başlanğıcdan sonra təxminən 77 gündən başlayaraq, MIRI-nin kriokuler cihazının detektorlarının temperaturunu 7 Kelvindən aşağı salmaq üçün 19 gün çəkəcək.
NASA-nın Cənubi Kaliforniyadakı Jet Propulsion Laboratoriyasının kriokuler eksperti Konstantin Penanen, "Yer üzündə hər şeyi bu temperatura qədər soyutmaq nisbətən asandır, çox vaxt elmi və ya sənaye tətbiqləri üçün" dedi.NASA üçün MIRI alətini idarə edən .”Lakin bu Yer əsaslı sistemlər çox həcmli və enerjiyə səmərəsizdir.Kosmik rəsədxana üçün fiziki cəhətdən yığcam, enerjiyə qənaət edən soyuducuya ehtiyacımız var və o, çox etibarlı olmalıdır, çünki çıxıb onu düzəldə bilmirik.Beləliklə, bunlar bizim qarşılaşdığımız çətinliklərdir., bu baxımdan deyərdim ki, MIRI kriokolerləri mütləq ön plandadır.
Uebbin elmi məqsədlərindən biri kainatda əmələ gələn ilk ulduzların xassələrini öyrənməkdir. Uebbin yaxın infraqırmızı kamerası və ya NIRCam cihazı bu son dərəcə uzaq obyektləri aşkarlaya biləcək və MIRI elm adamlarına bu zəif işıq mənbələrinin sonrakı nəsil ulduzların deyil, birinci nəsil ulduzların çoxluqları olduğunu təsdiqləməyə kömək edəcək.
Yaxın infraqırmızı cihazlardan daha qalın olan toz buludlarına baxaraq, MIRI ulduzların doğulduğu yerləri aşkar edəcək. O, həmçinin Yerdə tez-tez rast gəlinən molekulları – su, karbon dioksid və metan kimi molekulları, həmçinin silikatlar kimi qayalıq mineralların molekullarını – yaxınlıqdakı ulduzların ətrafındakı sərin mühitdə aşkar edəcək. pors daha isti mühitlərdə, MIRI isə onları buz kimi görə bilir.
"ABŞ və Avropa təcrübəsini birləşdirərək, biz dünyanın hər yerindən astronomlara ulduzların, planetlərin və qalaktikaların necə əmələ gəldiyi və təkamül etdiyi ilə bağlı böyük suallara cavab verməyə imkan verəcək MIRI-ni Webb-in gücü kimi inkişaf etdirdik" dedi Gillian Wright, MIRI elm qrupunun həmrəhbəri və Böyük Britaniya Astronomiya Texnologiyaları Mərkəzinin (BK Astronomiya Texnologiyaları A) Avropa Baş Tədqiqatçısı.
MIRI kriokuler cihazın detektorlarından istiliyi uzaqlaşdırmaq üçün təxminən doqquz tərəf şarını doldurmaq üçün kifayət qədər olan helium qazından istifadə edir. İki elektrik kompressoru heliumu detektorun yerləşdiyi yerə qədər uzanan boru vasitəsilə vurur. Boru həm də detektora qoşulmuş metal blokdan keçir;soyudulmuş helium detektorun iş temperaturunu 7 Kelvindən aşağı saxlayaraq blokdan artıq istiliyi udur. Qızdırılan (lakin hələ də soyuq) qaz daha sonra kompressora qayıdır, burada artıq istiliyi xaric edir və dövrə yenidən başlayır. Prinsipcə, sistem məişət soyuducularında və kondisionerlərində istifadə olunan sistemə bənzəyir.
Helium daşıyan borular qızılla örtülmüş paslanmayan poladdan hazırlanır və diametri düymün onda birindən (2,5 mm) azdır. O, kosmik gəminin avtobus sahəsində yerləşən kompressordan optik teleskop elementindəki MIRI detektoruna qədər təxminən 30 fut (10 metr) uzanır. Atılmaq üçün qablaşdırıldıqda, DTA yerləşdirilmiş rəsədxananın raketin üstündəki qoruyucuya quraşdırılmasına kömək etmək üçün bir az piston kimi sıxılır. Kosmosa çıxdıqdan sonra qüllə otaq temperaturu kosmos avtobusunu soyuducu optik teleskop alətlərindən ayırmaq üçün uzanacaq və günəş kölgəsi və teleskopun tam yerləşməsinə imkan verəcək.
Bu animasiya Ceyms Uebb Kosmik Teleskopunun işə salınmasından saatlar və günlər sonra ideal yerinə yetirilməsini göstərir. Yerləşdirilə bilən mərkəzi qüllə qurğusunun genişləndirilməsi MIRI-nin iki hissəsi arasındakı məsafəni artıracaq. Onlar soyudulmuş heliumlu spiral borularla birləşdirilir.
Lakin uzanma prosesi helium borusunun genişləndirilə bilən qüllə qurğusu ilə uzadılmasını tələb edir. Beləliklə, boru yay kimi qıvrılır, buna görə də MIRI mühəndisləri borunun bu hissəsinə “Slinky” ləqəbi qoyublar.
JPL MIRI proqram meneceri Analyn Schneider, "Rəsədxananın bir çox bölgələrini əhatə edən bir sistem üzərində işləməkdə bəzi çətinliklər var" dedi.“Bu fərqli bölgələrə Northrop Grumman və ABŞ NASA-nın Goddard Kosmik Uçuş Mərkəzi daxil olmaqla müxtəlif təşkilatlar və ya mərkəzlər rəhbərlik edir, biz hamı ilə danışmalıyıq.Teleskopda bunu etmək üçün lazım olan başqa heç bir avadanlıq yoxdur, ona görə də bu, MIRI-yə xas bir problemdir.Bu, şübhəsiz ki, MIRI kriokulerlər yolu üçün uzun bir xətt idi və biz onu kosmosda görməyə hazırıq.
James Webb Space Telescope, 2021-ci ildə dünyanın ilk kosmik elm müşahidəçisi olaraq başlayacaq, digər ulduzlarımızın sirlərini uzaqlaşdıracaq və sirli quruluşları və öz yerimizin başçılıq etdiyi və onun tərəfdaşları ESA (Avropa Kosmik Agentliyi) və Kanada Kosmik Agentliyi tərəfindən başçılıq edəcəkdir.
MIRI NASA və ESA (Avropa Kosmik Agentliyi) arasında 50-50 tərəfdaşlıq yolu ilə hazırlanıb. JPL ABŞ-ın MIRI üçün səylərinə rəhbərlik edir və Avropa astronomiya institutlarının çoxmillətli konsorsiumu ESA-ya töhfə verir. Arizona Universitetindən Corc Rieke MIRI-nin ABŞ elm qrupunun rəhbəridir. WMIRI-nin Avropa elmi qrupunun rəhbəri Gillidir.
Böyük Britaniyanın ATC-dən Alistair Glasse MIRI Alət Alimi, Maykl Ressler isə JPL-də ABŞ Layihə Alimidir. Böyük Britaniyanın ATC-dən Laszlo Tamas Avropa İttifaqına cavabdehdir. MIRI krioküler qurğunun hazırlanmasına NASA-nın Goddard Space Flight Center, California-dakı Goddard, Rebelt və Grin-Beach, California-dakı Grin-Biç Uçuş Mərkəzi ilə əməkdaşlıqda JPL rəhbərlik edib və idarə edib.