Инженерлер Ұлыбританиядан кеткеннен кейін NASA-ның Годдард ғарыштық ұшу орталығында Джеймс Уэбб ғарыштық телескопының ортаңғы инфрақызыл құралын «қабылдау» жүргізеді.
JPL ұшу техниктері Джонни Мелендез (оң жақта) және Джо Мора MIRI криокулерін Калифорния штатындағы Редондо-Бичтегі Нортроп Грумманға жөнелтпес бұрын тексереді. Сол жерде салқындатқыш Webb телескопының корпусына бекітілген.
Резерфордтағы (Ұлыбритания) Апплтон зертханасында көрсетілген MIRI құралының бұл бөлігінде инфрақызыл детекторлар бар. Криокулер детектордан алыс орналасқан, себебі ол жоғары температурада жұмыс істейді. Суық гелийі бар түтік екі бөлікті байланыстырады.
MIRI (сол жақта) Редондо жағажайындағы Нортроп Груммандағы тепе-теңдік арқалығында отырады, инженерлер оны интеграцияланған ғылыми құрал модуліне (ISIM) бекіту үшін аспалы кранды қолдануға дайындалуда. ISIM телескопты орналастыратын төрт ғылыми құрал болып табылатын Уэббтің өзегі болып табылады.
Обсерваториядағы төрт ғылыми аспаптың бірі - MIRI құралы жұмыс істей алмас бұрын оны зат жетуі мүмкін ең суық температураға дейін салқындату керек.
NASA-ның 24 желтоқсанда ұшырылуы жоспарланған Джеймс Уэбб ғарыштық телескопы тарихтағы ең үлкен ғарыштық обсерватория болып табылады және оның міндеті де соншалықты қиын: ғаламның шалғай бұрыштарынан инфрақызыл сәулелерді жинау, ғалымдарға ғаламның құрылымы мен шығу тегін зерттеуге мүмкіндік береді. Біздің ғалам және ондағы біздің орнымыз.
Көптеген ғарыштық нысандар, соның ішінде жұлдыздар мен планеталар, олар түзетін газ бен шаң — инфрақызыл сәуле шығарады, оны кейде жылулық радиация деп атайды. Бірақ тостер, адамдар және электроника сияқты көптеген басқа жылы нысандар да солай. Бұл Уэббтің төрт инфрақызыл құралы өздерінің инфрақызыл сәулелерін анықтай алады дегенді білдіреді. Бұл шығарындыларды азайту үшін аспап өте суық немесе Fa380 градус болуы керек. ол (минус 233 градус Цельсий). Бірақ дұрыс жұмыс істеуі үшін ортаңғы инфрақызыл құралдың немесе MIRI ішіндегі детекторлар салқындау керек: 7 Кельвиннен төмен (минус 448 градус Фаренгейт немесе минус 266 градус).
Бұл абсолютті нөлден бірнеше градус жоғары (0 Кельвин) – теориялық тұрғыдан мүмкін болатын ең суық температура, бірақ оған физикалық тұрғыдан ешқашан қол жеткізу мүмкін емес, өйткені ол ешқандай жылудың толық болмауын білдіреді. (Алайда, MIRI ғарышта жұмыс істейтін ең суық бейнелеу құралы емес.)
Температура шын мәнінде атомдардың қаншалықты жылдам қозғалатынын көрсететін өлшем болып табылады және өздерінің инфрақызыл сәулелерін анықтаумен қатар, Webb детекторларын өздерінің жылу тербелістері арқылы іске қосуға болады. MIRI басқа үш құралға қарағанда энергияның төмен диапазонында жарықты анықтайды. Нәтижесінде оның детекторлары жылу тербелістеріне сезімталырақ. анықтау.
Іске қосылғаннан кейін Уэбб MIRI және басқа құралдарды күннің қызуынан қорғайтын теннис алаңы көлеміндегі қалқаны орналастырады, бұл олардың пассивті түрде салқындауына мүмкіндік береді. Іске қосылғаннан кейін шамамен 77 күннен кейін MIRI криокулағышы аспап детекторларының температурасын 7 Кельвиннен төмен түсіру үшін 19 күнді алады.
Оңтүстік Калифорниядағы NASA реактивті қозғалыс зертханасының криокулер сарапшысы Константин Пенанен: «Жердегі заттарды сол температураға дейін салқындату салыстырмалы түрде оңай, көбінесе ғылыми немесе өнеркәсіптік қолдану үшін», - деді., ол NASA үшін MIRI құралын басқарады.» Бірақ бұл Жерге негізделген жүйелер өте көлемді және энергияны тиімсіз.Ғарыштық обсерватория үшін бізге физикалық жағынан ықшам, энергияны үнемдейтін салқындатқыш қажет және оның сенімділігі жоғары болуы керек, өйткені біз сыртқа шығып, оны жөндей алмаймыз.Демек, бұл біздің алдымызда тұрған қиындықтар., осыған байланысты мен MIRI криокулерлері сөзсіз алдыңғы қатарда деп айтар едім.
Уэббтің ғылыми мақсаттарының бірі – ғаламда пайда болған алғашқы жұлдыздардың қасиеттерін зерттеу. Веббтің жақын инфрақызыл камерасы немесе NIRCam құралы осы өте алыстағы нысандарды анықтай алады, ал MIRI ғалымдарға бұл әлсіз жарық көздерінің екінші ұрпақ эволюциясында емес, бірінші буын жұлдыздарының шоғыры екенін растауға көмектеседі.
Жақын инфрақызыл аспаптарға қарағанда қалың шаң бұлттарына қарап, MIRI жұлдыздардың туған жерлерін анықтайды. Сондай-ақ ол жер бетінде жиі кездесетін су, көмірқышқыл газы және метан сияқты молекулаларды, сондай-ақ силикаттар сияқты жартасты минералдардың молекулаларын — жақын маңдағы салқын ортада осы аспаптың айналасындағы жұлдыздарды, сондай-ақ мольдер түзілетін жерді жақсы анықтай алады. порстарды ыстық ортада, ал MIRI оларды мұз ретінде көре алады.
«АҚШ пен еуропалық тәжірибені біріктіре отырып, біз MIRI-ны Уэбб күші ретінде әзірледік, ол бүкіл әлем астрономдарына жұлдыздардың, планеталардың және галактикалардың қалай пайда болатыны және дамитындығы туралы үлкен сұрақтарға жауап беруге мүмкіндік береді», - деді Джиллиан Райт, MIRI ғылыми тобының бірлескен жетекшісі және Ұлыбританияның астрономиялық технологиялар орталығының (UUUKTC A) аспаптың Еуропалық Бас зерттеушісі.
MIRI криосалқындатқышы аспаптың детекторларынан жылуды тасымалдау үшін шамамен тоғыз тараптық шарды толтыруға жеткілікті гелий газын пайдаланады. Екі электр компрессоры гелийді детектор орналасқан жерге дейін созылатын түтік арқылы айдайды. Түтік детекторға бекітілген металл блогы арқылы өтеді;салқындатылған гелий блоктан артық жылуды сіңіріп, детектордың жұмыс температурасын 7 Кельвиннен төмен ұстайды. Қыздырылған (бірақ бәрібір суық) газ содан кейін компрессорға оралады, онда ол артық жылуды шығарады және цикл қайтадан басталады. Негізінен, жүйе тұрмыстық тоңазытқыштар мен кондиционерлерде қолданылатын жүйеге ұқсас.
Гелийді тасымалдайтын құбырлар алтын жалатылған тот баспайтын болаттан жасалған және диаметрі дюймнің (2,5 мм) оннан бір бөлігінен аз. Ол ғарыш кемесі автобусының аймағында орналасқан компрессордан оптикалық телескоптың элементіндегі MIRI детекторына дейін шамамен 30 фут (10 метр) созылады. Ұшыруға арналған қаптамада, DTA зымыранның үстіңгі жағындағы қорғанысқа жинақталған обсерваторияны орнатуға көмектесу үшін аздап поршень сияқты қысылады. Ғарышқа шыққаннан кейін мұнара бөлме температурасын көрсететін ғарыш аппаратының автобусын салқындатқыш оптикалық телескоп құралдарынан бөлу үшін ұзартылады және күн қорғанысы мен телескоптың толық орналасуына мүмкіндік береді.
Бұл анимация Джеймс Уэбб ғарыштық телескопты іске қосқаннан кейін сағаттар мен күндердің тамаша орындалуын көрсетеді. Орналастырылатын орталық мұнара жинағының кеңеюі MIRI екі бөлігінің арасындағы қашықтықты арттырады. Олар салқындатылған гелийі бар бұрандалы түтіктер арқылы қосылған.
Бірақ ұзарту процесі гелий түтігін кеңейтілетін мұнара жинағымен ұзартуды талап етеді. Сондықтан түтік серіппе сияқты оралады, сондықтан MIRI инженерлері түтіктің бұл бөлігін «Слинки» деп атады.
«Обсерваторияның бірнеше аймақтарын қамтитын жүйеде жұмыс істеуде кейбір қиындықтар бар», - деді Аналин Шнайдер, JPL MIRI бағдарламасының менеджері.«Бұл әртүрлі аймақтарды әртүрлі ұйымдар немесе орталықтар басқарады, соның ішінде Нортроп Грумман және АҚШ-тың NASA-ның Годдард ғарыштық ұшу орталығы, біз барлығымен сөйлесуіміз керек.Телескопта мұны қажет ететін басқа жабдық жоқ, сондықтан бұл MIRI-ге ғана тән сынақ.Бұл MIRI криокулерлерінің жолы үшін ұзақ жол болды және біз оны ғарышта көруге дайынбыз ».
Джеймс Веб-ғарыштық телескоп 2021 жылы әлемдегі Premier Space Heaster Heactersiation.webb-ны басқа жұлдыздарымызға, біздің басқа жұлдыздарымызға қарап, біздің ғаламның жұмбақтарын және біздің орнымызды зерттейді.
MIRI NASA мен ESA (Еуропалық ғарыш агенттігі) арасындағы 50-50 серіктестігі арқылы әзірленді. JPL MIRI үшін АҚШ күш-жігерін басқарады, ал Еуропалық астрономиялық институттардың көпұлтты консорциумы ESA-ға өз үлесін қосады. Аризона университетінің Джордж Риеке - MIRI АҚШ-тың ғылыми тобының жетекшісі. WMI Еуропалық ғылыми тобының жетекшісі. Гилли.
Алистер Гласс, Ұлыбританиядағы ATC – MIRI аспаптанушы ғалым, ал Майкл Ресслер – JPL компаниясының АҚШ жобасының ғалымы. Ұлыбританияның ATC қызметкері Ласло Тамас Еуропалық Одақты басқарады. MIRI криокулярын әзірлеуді JPL NASA-ның Годдард ғарыштық ұшу орталығымен бірлесіп басқарды және басқарды.