ინჟინრები ატარებენ ჯეიმს უების კოსმოსური ტელესკოპის შუა ინფრაწითელი ინსტრუმენტის "მიღებას" NASA-ს გოდარდის კოსმოსური ფრენის ცენტრში დიდი ბრიტანეთიდან გამგზავრების შემდეგ.
JPL ფრენის ტექნიკოსები ჯონი მელენდესი (მარჯვნივ) და ჯო მორა ამოწმებენ MIRI კრიოკულერს, სანამ გადაგზავნიან Northrop Grumman-ში რედონდო ბიჩში, კალიფორნია. იქ, ქულერი მიმაგრებულია Webb ტელესკოპის სხეულზე.
MIRI ინსტრუმენტის ეს ნაწილი, რომელიც ჩანს Appleton-ის ლაბორატორიაში Rutherford, დიდი ბრიტანეთი, შეიცავს ინფრაწითელ დეტექტორებს. კრიოკულერი მდებარეობს დეტექტორისგან მოშორებით, რადგან ის მუშაობს უფრო მაღალ ტემპერატურაზე. ცივი ჰელიუმის შემცველი მილი აკავშირებს ორ განყოფილებას.
MIRI (მარცხნივ) დგას ბალანსის სხივზე Northrop Grumman-ში, რედონდო ბიჩზე, როდესაც ინჟინრები ემზადებიან ზედ ამწის გამოსაყენებლად ინტეგრირებულ სამეცნიერო ინსტრუმენტის მოდულზე (ISIM). ISIM არის Webb-ის ბირთვი, ოთხი სამეცნიერო ინსტრუმენტი, რომელშიც განთავსებულია ტელესკოპი.
სანამ MIRI ინსტრუმენტი - ობსერვატორიის ოთხი სამეცნიერო ინსტრუმენტიდან ერთ-ერთი - იმუშავებს, ის უნდა გაცივდეს თითქმის ყველაზე ცივ ტემპერატურამდე, რომელსაც მატერია შეუძლია.
NASA-ს ჯეიმს უების კოსმოსური ტელესკოპი, რომელიც დაგეგმილია 24 დეკემბერს გაშვება, არის ისტორიაში უდიდესი კოსმოსური ობსერვატორია და მას აქვს თანაბრად რთული ამოცანა: შეაგროვოს ინფრაწითელი შუქი სამყაროს შორეული კუთხეებიდან, რაც მეცნიერებს საშუალებას აძლევს გამოიკვლიონ სამყაროს სტრუქტურა და წარმოშობა. ჩვენი სამყარო და ჩვენი ადგილი მასში.
ბევრი კოსმოსური ობიექტი - მათ შორის ვარსკვლავები და პლანეტები, და გაზი და მტვერი, საიდანაც ისინი წარმოიქმნება - ასხივებს ინფრაწითელ შუქს, რომელსაც ზოგჯერ თერმულ გამოსხივებას უწოდებენ. მაგრამ სხვა თბილი ობიექტებიც, როგორიცაა ტოსტერები, ადამიანები და ელექტრონიკა. ეს ნიშნავს, რომ Webb-ის ოთხ ინფრაწითელ ინსტრუმენტს შეუძლია აღმოაჩინოს საკუთარი ინფრაწითელი შუქი. ამ ემისიების შესამცირებლად, ინსტრუმენტი უნდა იყოს ძალიან ცივი. 233 გრადუსი ცელსიუსი). მაგრამ სწორად ფუნქციონირებისთვის, შუა ინფრაწითელი ინსტრუმენტის, ანუ MIRI-ის შიგნით არსებული დეტექტორები უნდა გაცივდეს: 7 კელვინის ქვემოთ (მინუს 448 გრადუსი ფარენჰეიტი, ან მინუს 266 გრადუსი ცელსიუსი).
ეს მხოლოდ რამდენიმე გრადუსია აბსოლუტურ ნულზე (0 კელვინი) - თეორიულად ყველაზე ცივი ტემპერატურა, თუმცა ფიზიკურად არასოდეს მიუწვდომელია, რადგან წარმოადგენს რაიმე სითბოს სრულ არარსებობას. (თუმცა, MIRI არ არის ყველაზე ცივი გამოსახულების ინსტრუმენტი, რომელიც მოქმედებს სივრცეში.)
ტემპერატურა არსებითად არის საზომი იმისა, თუ რამდენად სწრაფად მოძრაობენ ატომები და, გარდა საკუთარი ინფრაწითელი სინათლის გამოვლენისა, Webb-ის დეტექტორები შეიძლება გამოიწვიონ საკუთარი თერმული ვიბრაციებით. MIRI აღმოაჩენს სინათლეს უფრო დაბალი ენერგიის დიაპაზონში, ვიდრე დანარჩენი სამი ინსტრუმენტი. შედეგად, მისი დეტექტორები უფრო მგრძნობიარეა თერმული ვიბრაციების მიმართ.
გაშვების შემდეგ Webb განათავსებს ჩოგბურთის მოედნის ზომის ვიზორს, რომელიც იცავს MIRI-ს და სხვა ინსტრუმენტებს მზის სიცხისგან, რაც მათ საშუალებას აძლევს პასიურად გაცივდეს. გაშვებიდან დაახლოებით 77 დღის შემდეგ, MIRI-ს კრიოკულერს დასჭირდება 19 დღე ინსტრუმენტის დეტექტორების ტემპერატურის შესამცირებლად 7 კელვინამდე.
„დედამიწაზე ამ ტემპერატურამდე ნივთების გაგრილება შედარებით ადვილია, ხშირად სამეცნიერო ან სამრეწველო გამოყენებისთვის“, — თქვა კონსტანტინე პენანენმა, კრიოკულერების ექსპერტმა სამხრეთ კალიფორნიაში NASA-ს რეაქტიული ამოძრავების ლაბორატორიიდან., რომელიც მართავს MIRI ინსტრუმენტს NASA-სთვის.” მაგრამ დედამიწაზე დაფუძნებული ეს სისტემები ძალიან მოცულობითი და ენერგოეფექტურია.კოსმოსური ობსერვატორიისთვის ჩვენ გვჭირდება ფიზიკურად კომპაქტური, ენერგოეფექტური გამაგრილებელი და უნდა იყოს მაღალი საიმედოობა, რადგან არ შეგვიძლია გასვლა და შეკეთება.ასე რომ, ეს არის გამოწვევები, რომელთა წინაშეც ვდგავართ.ამ მხრივ, მე ვიტყოდი, რომ MIRI კრიოგამაგრილებლები ნამდვილად წინა პლანზე არიან.
Webb-ის ერთ-ერთი მეცნიერული მიზანია სამყაროში წარმოქმნილი პირველი ვარსკვლავების თვისებების შესწავლა. Webb-ის ინფრაწითელი კამერა ან NIRCam ინსტრუმენტი შეძლებს ამ უკიდურესად შორეული ობიექტების ამოცნობას და MIRI დაეხმარება მეცნიერებს დაადასტურონ, რომ სინათლის ეს მკრთალი წყაროები პირველი თაობის ვარსკვლავების გროვაა და არა მეორე თაობის evolution-ის ვარსკვლავები.
ახლო ინფრაწითელ ინსტრუმენტებზე სქელი მტვრის ღრუბლების დათვალიერებით, MIRI აღმოაჩენს ვარსკვლავების დაბადების ადგილებს. ის ასევე აღმოაჩენს დედამიწაზე ჩვეულებრივ მოლეკულებს - როგორიცაა წყალი, ნახშირორჟანგი და მეთანი, ისევე როგორც კლდოვანი მინერალების მოლეკულები, როგორიცაა სილიკატები - გრილ გარემოში ახლომდებარე ვარსკვლავების ირგვლივ. გარემოში, ხოლო MIRI-ს შეუძლია დაინახოს ისინი როგორც ყინული.
„აშშ-ისა და ევროპული გამოცდილების შერწყმით, ჩვენ შევიმუშავეთ MIRI, როგორც Webb-ის ძალა, რომელიც საშუალებას მისცემს ასტრონომებს მთელი მსოფლიოდან უპასუხონ დიდ კითხვებს იმის შესახებ, თუ როგორ წარმოიქმნება და ვითარდება ვარსკვლავები, პლანეტები და გალაქტიკები“, - თქვა ჯილიან რაიტმა, MIRI სამეცნიერო გუნდის თანახელმძღვანელმა და ევროპის მთავარმა მკვლევარმა გაერთიანებული სამეფოს ტექნოლოგიური ტექნოლოგიური ცენტრისთვის.
MIRI კრიოკულერი იყენებს ჰელიუმის გაზს - საკმარისია ცხრა მხარის ბუშტის შესავსებად - სითბოს გადასატანად ინსტრუმენტის დეტექტორებიდან. ორი ელექტრო კომპრესორი ჰელიუმს ტუმბოს მილში, რომელიც ვრცელდება დეტექტორის ადგილმდებარეობისკენ. მილი გადის ლითონის ბლოკში, რომელიც ასევე მიმაგრებულია დეტექტორზე;გაცივებული ჰელიუმი შთანთქავს ზედმეტ სითბოს ბლოკიდან, ინარჩუნებს დეტექტორის სამუშაო ტემპერატურას 7 კელვინზე დაბლა. გაცხელებული (მაგრამ მაინც ცივი) გაზი ბრუნდება კომპრესორში, სადაც გამოდევნის ზედმეტ სითბოს და ციკლი ისევ იწყება. პრინციპში, სისტემა მსგავსია საყოფაცხოვრებო მაცივრებსა და კონდიციონერებში.
მილები, რომლებიც ატარებენ ჰელიუმს, დამზადებულია მოოქროვილი უჟანგავი ფოლადისგან და დიამეტრის 2,5 მმ-ზე ნაკლებია. ის ვრცელდება დაახლოებით 30 ფუტის (10 მეტრის) მანძილზე კოსმოსური ხომალდის ავტობუსის მიდამოში მდებარე კომპრესორიდან MIRI დეტექტორამდე ოპტიკური ტელესკოპის ელემენტის უკან, რომელიც მდებარეობს ობსერვატორიის სარკმლის მიღმა. ტერიტორიებზე.გასასვლელად შეფუთვისას, DTA შეკუმშულია, როგორც დგუში, რათა დამონტაჟდეს ობსერვატორია რაკეტის თავზე დამცავ საფარში. კოსმოსში გასვლისას კოშკი გაგრძელდება და გამოყოფს ოთახის ტემპერატურის კოსმოსური ხომალდის ავტობუსს უფრო მაგარი ოპტიკური ტელესკოპის ინსტრუმენტებისგან და საშუალებას მისცემს მზის ჩრდილს და ტელესკოპს სრულად განლაგდეს.
ეს ანიმაცია აჩვენებს ჯეიმს უების კოსმოსური ტელესკოპის განლაგების იდეალურ შესრულებას გაშვებიდან საათებში და დღეებში. ცენტრალური ასაწყობი კოშკის შეკრების გაფართოება გაზრდის მანძილს MIRI-ს ორ ნაწილს შორის. ისინი დაკავშირებულია ხვეული მილებით გაცივებული ჰელიუმით.
მაგრამ დრეკადობის პროცესი მოითხოვს ჰელიუმის მილის გაფართოებას გაფართოებადი კოშკის შეკრებით. ასე რომ, მილის ხვეულები ზამბარის მსგავსად, რის გამოც MIRI-ს ინჟინრებმა მილის ამ ნაწილს მეტსახელად "სლინკი" შეარქვეს.
”არსებობს გარკვეული გამოწვევები სისტემაზე მუშაობაში, რომელიც მოიცავს ობსერვატორიის მრავალ რეგიონს,” - თქვა ანალინ შნაიდერმა, JPL MIRI პროგრამის მენეჯერმა.„ამ სხვადასხვა რეგიონს ხელმძღვანელობენ სხვადასხვა ორგანიზაციები ან ცენტრები, მათ შორის Northrop Grumman და აშშ-ს NASA-ს Goddard Space Flight Center, ჩვენ ყველას უნდა ვესაუბროთ.ტელესკოპზე არ არსებობს სხვა აპარატურა, რომელიც ამას საჭიროებს, ამიტომ ეს არის გამოწვევა უნიკალური MIRI-სთვის.ეს ნამდვილად გრძელი ხაზია MIRI კრიოგამაგრილებლის გზისთვის და ჩვენ მზად ვართ მისი ნახვა კოსმოსში.”
ჯეიმს უების კოსმოსური ტელესკოპი 2021 წელს გაეშვება, როგორც მსოფლიოში მთავარი კოსმოსური მეცნიერების ობსერვატორია. Webb ამოიცნობს ჩვენი მზის სისტემის საიდუმლოებებს, გადახედავს შორეულ სამყაროებს სხვა ვარსკვლავების ირგვლივ და შეისწავლის ჩვენი სამყაროსა და ჩვენი ადგილის იდუმალ სტრუქტურებსა და წარმოშობას. Webb არის საერთაშორისო ინიციატივა, რომელსაც ხელმძღვანელობენ NASA (NASAE) და მისი პარტნიორები Space Agency, Canadian Space.
MIRI შეიქმნა NASA-სა და ESA-ს (ევროპის კოსმოსური სააგენტო) 50-50 პარტნიორობით. JPL ხელმძღვანელობს აშშ-ს ძალისხმევას MIRI-სთვის და ევროპული ასტრონომიული ინსტიტუტების მრავალეროვნული კონსორციუმი მონაწილეობს ESA-ში. ჯორჯ რიეკე არიზონას უნივერსიტეტიდან არის MIRI-ის აშშ-ს სამეცნიერო გუნდის ლიდერი. ჯილიან რაიტის ევროპული სამეცნიერო გუნდის ხელმძღვანელია.
ალისტერ გლასი ATC-დან, დიდი ბრიტანეთი არის MIRI ინსტრუმენტის მეცნიერი და მაიკლ რესლერი არის აშშ-ს პროექტის მეცნიერი JPL-ში. ლასლო ტამასი გაერთიანებული სამეფოდან ATC მართავს ევროკავშირს. MIRI კრიოკულერის განვითარებას ხელმძღვანელობდა და მართავდა JPL NASA-ს Goddard Space Flighttrum-ში, კალიფორნიაში, გრინდონში, Northbelt.