यूकेमधून निघाल्यानंतर NASA च्या गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटरमध्ये जेम्स वेब स्पेस टेलिस्कोपच्या मिड-इन्फ्रारेड इन्स्ट्रुमेंटची "स्वीकृती" अभियंते आयोजित करतात.
JPL उड्डाण तंत्रज्ञ जॉनी मेलेंडेझ (उजवीकडे) आणि जो मोरा MIRI क्रायोकूलर रेडोंडो बीच, कॅलिफोर्निया येथील नॉर्थरोप ग्रुमन येथे पाठवण्यापूर्वी त्याची तपासणी करतात. तेथे, कूलर वेब दुर्बिणीच्या शरीराशी संलग्न आहे.
रदरफोर्ड, यूके येथील ऍपलटन प्रयोगशाळेत दिसलेल्या एमआयआरआय उपकरणाच्या या भागामध्ये इन्फ्रारेड डिटेक्टर आहेत. क्रायोकूलर डिटेक्टरपासून दूर स्थित आहे कारण ते जास्त तापमानावर चालते. थंड हीलियम वाहून नेणारी एक ट्यूब दोन विभागांना जोडते.
MIRI (डावीकडे) रेडोंडो बीचमधील नॉर्थ्रोप ग्रुमन येथे बॅलन्स बीमवर बसले आहे कारण अभियंते एकात्मिक वैज्ञानिक उपकरण मॉड्यूल (ISIM) शी जोडण्यासाठी ओव्हरहेड क्रेन वापरण्याची तयारी करतात. ISIM हे वेबचे गाभा आहे, चार विज्ञान उपकरणे ज्यामध्ये दुर्बिणी आहे.
MIRI इन्स्ट्रुमेंट - वेधशाळेतील चार विज्ञान उपकरणांपैकी एक - ऑपरेट करण्यापूर्वी, ते जवळजवळ सर्वात थंड तापमानापर्यंत थंड केले पाहिजे जे पदार्थ पोहोचू शकेल.
NASA ची जेम्स वेब स्पेस टेलिस्कोप, 24 डिसेंबर रोजी प्रक्षेपित होणार आहे, ही इतिहासातील सर्वात मोठी अंतराळ वेधशाळा आहे आणि तिच्याकडे तितकेच कठीण काम आहे: विश्वाच्या दूरच्या कोपऱ्यातून इन्फ्रारेड प्रकाश गोळा करणे, शास्त्रज्ञांना विश्वाची रचना आणि उत्पत्ती तपासण्याची परवानगी देणे .आपले विश्व आणि त्यात आपले स्थान.
अनेक वैश्विक वस्तू — तारे आणि ग्रह आणि ते ज्यापासून तयार होतात त्या वायू आणि धूळ — इन्फ्रारेड प्रकाश उत्सर्जित करतात, ज्यांना कधीकधी थर्मल रेडिएशन म्हणतात. पण टोस्टर्स, मानव आणि इलेक्ट्रॉनिक्स सारख्या इतर उबदार वस्तू देखील आहेत. याचा अर्थ वेबची चार इन्फ्रारेड उपकरणे स्वतःचा इन्फ्रारेड प्रकाश शोधू शकतात. हे उत्सर्जन कमी करण्यासाठी, अत्यंत थंड किंवा 3 मिन 3, 3, 3, 8, 8, 8, 8, 8, 3, 8, 3, 8, 3, 3, 3, 3, 3, 8, 3, 8, 3, 3, 3, 2, 2, 2, 2. अंश फॅरेनहाइट (उणे 233 अंश सेल्सिअस).परंतु योग्यरित्या कार्य करण्यासाठी, मिड-इन्फ्रारेड इन्स्ट्रुमेंट किंवा MIRI मधील डिटेक्टर थंड होणे आवश्यक आहे: 7 केल्विन (उणे 448 अंश फॅरेनहाइट, किंवा उणे 266 अंश सेल्सिअस).
ते निरपेक्ष शून्य (0 केल्विन) पेक्षा फक्त काही अंशांनी जास्त आहे - सैद्धांतिकदृष्ट्या शक्य असलेले सर्वात थंड तापमान, जरी ते भौतिकदृष्ट्या कधीही प्राप्त होऊ शकत नाही कारण ते कोणत्याही उष्णतेच्या पूर्ण अनुपस्थितीचे प्रतिनिधित्व करते. (तथापि, MIRI हे अंतराळात कार्यरत सर्वात थंड इमेजिंग साधन नाही.)
तपमान हे मूलत: अणू किती वेगाने फिरत आहेत याचे मोजमाप आहे आणि त्यांचा स्वतःचा इन्फ्रारेड प्रकाश शोधण्याव्यतिरिक्त, वेब डिटेक्टर त्यांच्या स्वत: च्या थर्मल कंपनांनी ट्रिगर केले जाऊ शकतात. MIRI इतर तीन उपकरणांपेक्षा कमी ऊर्जा श्रेणीमध्ये प्रकाश शोधते. परिणामी, त्याचे डिटेक्टर थर्मल कंपनांना अधिक संवेदनशील असतात. ते "अवांछित चिन्हे" म्हणून ओळखले जाऊ शकतात. als Webb शोधण्याचा प्रयत्न करत आहे.
प्रक्षेपणानंतर, Webb एक टेनिस-कोर्ट-आकाराचे व्हिझर तैनात करेल जे MIRI आणि इतर उपकरणांना सूर्याच्या उष्णतेपासून संरक्षण देईल, ज्यामुळे ते निष्क्रियपणे थंड होऊ शकतील. प्रक्षेपणानंतर सुमारे 77 दिवसांनी, MIRI च्या क्रायोकूलरला इन्स्ट्रुमेंटच्या डिटेक्टरचे तापमान 7 Kelvin पर्यंत कमी करण्यासाठी 19 दिवस लागतील.
दक्षिण कॅलिफोर्नियातील नासाच्या जेट प्रोपल्शन प्रयोगशाळेतील क्रायोकुलर तज्ञ कॉन्स्टँटिन पेनानेन म्हणाले, “पृथ्वीवरील तापमानापर्यंत गोष्टी थंड करणे तुलनेने सोपे आहे, अनेकदा वैज्ञानिक किंवा औद्योगिक उपयोगांसाठी.”, जे NASA साठी MIRI इन्स्ट्रुमेंटचे व्यवस्थापन करते.” परंतु त्या पृथ्वी-आधारित प्रणाली खूप अवजड आणि ऊर्जा अकार्यक्षम आहेत.अंतराळ वेधशाळेसाठी, आम्हाला भौतिकदृष्ट्या कॉम्पॅक्ट, ऊर्जा कार्यक्षम कूलरची आवश्यकता आहे आणि ते अत्यंत विश्वासार्ह असले पाहिजे कारण आम्ही बाहेर जाऊन त्याचे निराकरण करू शकत नाही.त्यामुळे ही आव्हाने आपल्यासमोर आहेत., त्या संदर्भात, मी म्हणेन की MIRI क्रायोकूलर्स नक्कीच आघाडीवर आहेत.”
वेबच्या वैज्ञानिक उद्दिष्टांपैकी एक म्हणजे ब्रह्मांडात निर्माण झालेल्या पहिल्या ताऱ्यांच्या गुणधर्मांचा अभ्यास करणे. वेबचा जवळचा-इन्फ्रारेड कॅमेरा किंवा NIRCam इन्स्ट्रुमेंट या अत्यंत दूरच्या वस्तू शोधण्यात सक्षम असेल आणि MIRI शास्त्रज्ञांना हे पुष्टी करण्यास मदत करेल की प्रकाशाचे हे अस्पष्ट स्त्रोत पहिल्या पिढीतील तार्‍यांचे समूह आहेत, नंतरच्या तारेच्या रूपात ई-अॅक्‍लॅक्‍शन ऐवजी.
जवळच्या इन्फ्रारेड उपकरणांपेक्षा जाड असलेले धुळीचे ढग पाहून, MIRI तार्‍यांची जन्मस्थाने उघड करेल. ते पृथ्वीवर सामान्यतः आढळणारे रेणू - जसे की पाणी, कार्बन डायऑक्साइड आणि मिथेन, तसेच सिलिकेट सारख्या खडकाळ खनिजांचे रेणू देखील शोधून काढेल - जवळच्या तार्‍यांच्या सभोवतालच्या थंड वातावरणात, जेथे या तार्‍यांमध्ये प्लॅन बनू शकतात, त्यामध्ये अधिक चांगल्या प्रकारे आढळतात. उष्ण वातावरणात बाष्प, तर MIRI त्यांना बर्फ म्हणून पाहू शकते.
“यूएस आणि युरोपियन कौशल्ये एकत्रित करून, आम्ही वेबची शक्ती म्हणून MIRI विकसित केले आहे, जे जगभरातील खगोलशास्त्रज्ञांना तारे, ग्रह आणि आकाशगंगा कशा तयार होतात आणि विकसित होतात याविषयीच्या मोठ्या प्रश्नांची उत्तरे देण्यास सक्षम होतील,” असे गिलियन राईट, MIRI विज्ञान संघाचे सह-नेतृत्व आणि Astromno Technologies (UKUK टेक्नॉलॉजी सेंटरमधील युरोपियन प्रिन्सिपल इन्व्हेस्टिगेटर) म्हणाले.
MIRI क्रायोकूलर हेलियम वायू वापरतो—सुमारे नऊ पक्षीय फुगे भरण्याइतपत—इंस्ट्रुमेंटच्या डिटेक्टरमधून उष्णता दूर नेण्यासाठी. दोन इलेक्ट्रिक कंप्रेसर हेलियमला ​​एका नळीद्वारे पंप करतात जे डिटेक्टर आहे तिथपर्यंत पसरते. ट्यूब डिटेक्टरला जोडलेल्या धातूच्या ब्लॉकमधून चालते;डिटेक्टरचे ऑपरेटिंग तापमान 7 केल्विनच्या खाली ठेवून थंड केलेले हेलियम ब्लॉकमधील अतिरिक्त उष्णता शोषून घेते. गरम झालेला (परंतु तरीही थंड) वायू नंतर कंप्रेसरकडे परत येतो, जिथे तो अतिरिक्त उष्णता काढून टाकतो आणि चक्र पुन्हा सुरू होते. मूलभूतपणे, ही प्रणाली घरगुती रेफ्रिजरेटर आणि एअर कंडिशनरमध्ये वापरल्या जाणार्‍या सारखीच असते.
हेलियम वाहून नेणारे पाईप सोन्याचा मुलामा असलेल्या स्टेनलेस स्टीलचे बनलेले असतात आणि त्यांचा व्यास एक इंच (2.5 मिमी) च्या एक दशांश पेक्षा कमी असतो. ते स्पेसक्राफ्ट बस एरियामध्ये असलेल्या कंप्रेसरपासून सुमारे 30 फूट (10 मीटर) पर्यंत पसरते. ते ऑप्टिकल टेलिस्कोप घटकातील एमआयआरआय डिटेक्टरपर्यंत असते. TA, दोन क्षेत्रांना जोडतो. प्रक्षेपणासाठी पॅक केल्यावर, रॉकेटच्या शीर्षस्थानी संरक्षित वेधशाळा स्थापित करण्यात मदत करण्यासाठी DTA संकुचित केले जाते, थोडेसे पिस्टनसारखे असते. एकदा अंतराळात गेल्यावर, टॉवर खोली-तापमान स्पेसक्राफ्ट बसला कूलर ऑप्टिकल टेलिस्कोप उपकरणांपासून वेगळे करण्यासाठी विस्तारित होईल आणि दुर्बिणीला सनशा रीतीने डिप्लो करण्यास परवानगी देईल.
हे अॅनिमेशन जेम्स वेब स्पेस टेलिस्कोपच्या तैनातीचे तास आणि प्रक्षेपणानंतरचे दिवस दाखवते. मध्यवर्ती तैनात करण्यायोग्य टॉवर असेंब्लीच्या विस्तारामुळे MIRI च्या दोन भागांमधील अंतर वाढेल. ते थंड केलेल्या हेलियमसह हेलिकल ट्यूब्सद्वारे जोडलेले आहेत.
परंतु वाढवण्याच्या प्रक्रियेसाठी हेलियम ट्यूबला विस्तारण्यायोग्य टॉवर असेंबलीसह वाढवणे आवश्यक आहे. त्यामुळे ट्यूब स्प्रिंग सारखी गुंडाळते, म्हणूनच MIRI अभियंत्यांनी ट्यूबच्या या भागाला “स्लिंकी” असे टोपणनाव दिले.
"वेधशाळेच्या अनेक क्षेत्रांमध्ये पसरलेल्या प्रणालीवर काम करताना काही आव्हाने आहेत," असे जेपीएल एमआयआरआय प्रोग्राम मॅनेजर अॅनालिन श्नाइडर यांनी सांगितले.“या वेगवेगळ्या प्रदेशांचे नेतृत्व वेगवेगळ्या संस्था किंवा केंद्रे करतात, ज्यात नॉर्थरोप ग्रुमन आणि यूएस नासाचे गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटर यांचा समावेश आहे, आम्हाला प्रत्येकाशी बोलायचे आहे.दुर्बिणीवर असे कोणतेही अन्य हार्डवेअर नाही ज्याला ते करणे आवश्यक आहे, त्यामुळे MIRI साठी हे एक अद्वितीय आव्हान आहे.MIRI cryocoolers रोडसाठी ही निश्चितच एक लांबलचक रांग आहे आणि आम्ही ते अंतराळात पाहण्यासाठी तयार आहोत.”
जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप 2021 मध्ये जगातील प्रमुख अवकाश विज्ञान वेधशाळा म्हणून लॉन्च होईल. वेब आपल्या सौरमालेतील रहस्ये उलगडेल, इतर ताऱ्यांभोवती दूरच्या जगाकडे लक्ष देईल आणि आपल्या विश्वाची आणि आपल्या ठिकाणाची गूढ रचना आणि उत्पत्ती एक्सप्लोर करेल. Webb हा NASA आणि Spad Agcean Agcean Agency NASA आणि त्याच्या भागीदारांच्या नेतृत्वाखालील आंतरराष्ट्रीय उपक्रम आहे.
MIRI ची निर्मिती NASA आणि ESA (युरोपियन स्पेस एजन्सी) यांच्यातील 50-50 भागीदारीतून करण्यात आली आहे. JPL MIRI साठी यूएस प्रयत्नांचे नेतृत्व करते आणि युरोपियन खगोलशास्त्रीय संस्थांचे एक बहुराष्ट्रीय संघ ESA मध्ये योगदान देते. अॅरिझोना विद्यापीठाचे जॉर्ज रीके हे MIRI चे यूएस विज्ञान संघाचे प्रमुख WRIG च्या युरोपियन विज्ञान संघाचे प्रमुख आहेत.
ATC, UK चे अॅलिस्टर ग्लास हे MIRI इन्स्ट्रुमेंट सायंटिस्ट आहेत आणि मायकेल रेस्लर हे JPL मधील US प्रोजेक्ट सायंटिस्ट आहेत. UK ATC चे Laszlo Tamas हे युरोपियन युनियन चालवतात. MIRI cryocooler च्या विकासाचे नेतृत्व आणि व्यवस्थापन JPL द्वारे NASA च्या गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटरच्या सहकार्याने करण्यात आले. कॅलमॅनिया, ग्रीनलॅंड मधील ग्रीनलॅंड, मेरिअन स्पेस फ्लाइट सेंटर आणि नॉर्थ मधील गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटर.