Inxhinierët kryejnë një "pranim" të instrumentit me infra të kuqe të mesme të teleskopit James Webb në Qendrën e Fluturimeve Hapësinore Goddard të NASA-s pas nisjes nga MB.
Teknikët e fluturimit të JPL, Johnny Melendez (djathtas) dhe Joe Mora inspektojnë krioftohësin MIRI përpara se ta dërgojnë atë në Northrop Grumman në Redondo Beach, Kaliforni. Atje, ftohësi është ngjitur në trupin e teleskopit Webb.
Kjo pjesë e instrumentit MIRI, e parë në Laboratorin Appleton në Rutherford, MB, përmban detektorë infra të kuqe. Kriokoleri ndodhet larg detektorit sepse funksionon në një temperaturë më të lartë. Një tub që mban helium të ftohtë lidh dy seksionet.
MIRI (majtas) ulet në një rreze ekuilibri në Northrop Grumman në Redondo Beach ndërsa inxhinierët përgatiten të përdorin një vinç sipër për ta lidhur atë me Modulin e Instrumentit të Integruar Shkencor (ISIM). ISIM është thelbi i Webb-it, katër instrumentet shkencore që strehojnë teleskopin.
Përpara se instrumenti MIRI - një nga katër instrumentet shkencore në observator - të mund të funksionojë, ai duhet të ftohet në pothuajse temperaturën më të ftohtë që mund të arrijë materia.
Teleskopi Hapësinor James Webb i NASA-s, i planifikuar të nisë më 24 dhjetor, është observatori më i madh hapësinor në histori dhe ka një detyrë po aq të frikshme: mbledhjen e dritës infra të kuqe nga qoshet e largëta të universit, duke i lejuar shkencëtarët të hetojnë strukturën dhe origjinën e universit. Universi ynë dhe vendi ynë në të.
Shumë objekte kozmike - duke përfshirë yjet dhe planetët, dhe gazin dhe pluhurin nga i cili formohen - lëshojnë dritë infra të kuqe, ndonjëherë të quajtur rrezatim termik. Por kështu janë edhe shumica e objekteve të tjera të ngrohta, si tosterët, njerëzit dhe elektronika. Kjo do të thotë që katër instrumentet infra të kuqe të Webb-it mund të zbulojnë dritën e tyre infra të kuqe. Për të reduktuar këto emetime, instrumenti duhet të jetë shumë i ftohtë 4 minherenit. 233 gradë Celsius). Por për të funksionuar siç duhet, detektorët brenda instrumentit me infra të kuqe të mesme, ose MIRI, duhet të ftohen: nën 7 Kelvin (minus 448 gradë Fahrenheit, ose minus 266 gradë Celsius).
Kjo është vetëm disa gradë mbi zero absolute (0 Kelvin) - temperatura më e ftohtë teorikisht e mundshme, megjithëse nuk është kurrë e arritshme fizikisht sepse përfaqëson mungesën e plotë të ndonjë nxehtësie. (Megjithatë, MIRI nuk është instrumenti më i ftohtë i imazhit që vepron në hapësirë.)
Temperatura është në thelb një masë e shpejtësisë së lëvizjes së atomeve dhe përveç zbulimit të dritës së tyre infra të kuqe, detektorët Webb mund të aktivizohen nga dridhjet e tyre termike. MIRI zbulon dritën në një interval më të ulët energjie se tre instrumentet e tjerë. Si rezultat, detektorët e tij janë më të ndjeshëm ndaj dridhjeve termike.
Pas nisjes, Webb do të vendosë një vizore me madhësi të një fushe tenisi që mbron MIRI dhe instrumente të tjera nga nxehtësia e diellit, duke i lejuar ata të ftohen në mënyrë pasive. Duke filluar rreth 77 ditë pas lëshimit, krioftohësit MIRI do të duhen 19 ditë për të ulur temperaturën e detektorëve të instrumentit nën 7 Kelvin.
"Është relativisht e lehtë për të ftohur gjërat deri në atë temperaturë në Tokë, shpesh për aplikime shkencore ose industriale," tha Konstantin Penanen, një ekspert i kriokodinës në Laboratorin Jet Propulsion të NASA-s në Kaliforninë Jugore., e cila menaxhon instrumentin MIRI për NASA-n.” Por ato sisteme të bazuara në Tokë janë shumë të mëdha dhe joefikase në energji.Për një observator hapësinor, ne kemi nevojë për një ftohës që është fizikisht kompakt, efikas në energji dhe duhet të jetë shumë i besueshëm sepse nuk mund të dalim dhe ta rregullojmë.Pra, këto janë sfidat me të cilat përballemi., në këtë drejtim, unë do të thosha se krioftohësit MIRI janë padyshim në ballë.”
Një nga qëllimet shkencore të Webb-it është të studiojë vetitë e yjeve të parë që u formuan në univers. Kamera me infra të kuqe afër ose instrumenti NIRCam i Webb-it do të jetë në gjendje të zbulojë këto objekte jashtëzakonisht të largëta dhe MIRI do t'i ndihmojë shkencëtarët të konfirmojnë se këto burime të zbehta drite janë grupime yjesh të gjeneratës së parë, në vend të yjeve të gjeneratës së dytë evolucionare që formojnë agal.
Duke parë retë e pluhurit që janë më të trasha se instrumentet afër infra të kuqe, MIRI do të zbulojë vendlindjet e yjeve. Gjithashtu do të zbulojë molekulat që gjenden zakonisht në Tokë - si uji, dioksidi i karbonit dhe metani, si dhe molekulat e mineraleve shkëmborë si silikatet - në mjediset e ftohta rreth yjeve të afërt, ku këta planetë mund të zbulohen më mirë në instrumente më të nxehta në vazo. mjedise, ndërsa MIRI mund t'i shohë ato si akull.
"Duke kombinuar ekspertizën amerikane dhe evropiane, ne kemi zhvilluar MIRI si fuqia e Webb-it, e cila do t'u mundësojë astronomëve nga e gjithë bota t'u përgjigjen pyetjeve të mëdha se si formohen dhe evoluojnë yjet, planetët dhe galaktikat," tha Gillian Wright, Bashkëdrejtuese e ekipit shkencor MIRI dhe hetues kryesor evropian për instrumentin në UK Astronom.
Kriokoleri MIRI përdor gaz helium—i mjaftueshëm për të mbushur rreth nëntë balona palësh—për të larguar nxehtësinë nga detektorët e instrumentit. Dy kompresorë elektrikë pompojnë heliumin përmes një tubi që shtrihet deri në vendin ku ndodhet detektori. Tubi kalon përmes një blloku metalik që është gjithashtu i lidhur me detektorin;heliumi i ftohur thith nxehtësinë e tepërt nga blloku, duke e mbajtur temperaturën e funksionimit të detektorit nën 7 Kelvin. Gazi i nxehtë (por ende i ftohtë) kthehet në kompresor, ku nxjerr nxehtësinë e tepërt dhe cikli fillon përsëri. Në thelb, sistemi është i ngjashëm me atë që përdoret në frigoriferët dhe kondicionerët shtëpiake.
Tubat që mbartin helium janë prej çeliku inox të veshur me ar dhe janë më pak se një e dhjeta e inçit (2.5 mm) në diametër. Ai shtrihet rreth 30 këmbë (10 metra) nga kompresori i vendosur në zonën e autobusit të anijes kozmike deri te detektori MIRI në elementin e teleskopit optik që ndodhet prapa pasqyrës së observatorit, e quajtur dyshjaltë e montimit primar. zona.Kur paketohet për nisje, DTA kompresohet, pak si një pistoni, për të ndihmuar në instalimin e observatorit të vendosur në mbrojtjen mbi raketën. Pasi të jetë në hapësirë, kulla do të zgjerohet për të ndarë autobusin e anijes kozmike në temperaturën e dhomës nga instrumentet më të ftohta të teleskopit optik dhe do të lejojë që mbulesa e diellit dhe teleskopi të vendosen plotësisht.
Ky animacion tregon ekzekutimin ideal të vendosjes së teleskopit hapësinor James Webb orë dhe ditë pas nisjes. Zgjerimi i montimit qendror të kullës së vendosshme do të rrisë distancën midis dy pjesëve të MIRI. Ato janë të lidhura me tuba spirale me helium të ftohur.
Por procesi i zgjatjes kërkon që tubi i heliumit të zgjatet me montimin e kullës së zgjerueshme. Pra, tubi mbështjell si një sustë, kjo është arsyeja pse inxhinierët MIRI e quajtën këtë pjesë të tubit "Slinky".
"Ka disa sfida në punën në një sistem që përfshin rajone të shumta të observatorit," tha Analyn Schneider, menaxhere e programit JPL MIRI.“Këto rajone të ndryshme udhëhiqen nga organizata ose qendra të ndryshme, duke përfshirë Northrop Grumman dhe Qendrën e Fluturimit Hapësinor të NASA-s amerikane Goddard, ne duhet të flasim me të gjithë.Nuk ka asnjë pajisje tjetër në teleskop që duhet ta bëjë këtë, kështu që është një sfidë unike për MIRI.Ka qenë padyshim një linjë e gjatë për rrugën e krioftohësve MIRI dhe ne jemi gati ta shohim atë në hapësirë.”
Teleskopi Hapësinor James Webb do të nisë në vitin 2021 si observatori kryesor i shkencës hapësinore në botë. Webb do të zbulojë misteret e sistemit tonë diellor, do të shikojë botët e largëta rreth yjeve të tjerë dhe do të eksplorojë strukturat dhe origjinën misterioze të universit tonë dhe vendit tonë. Webb është një iniciativë ndërkombëtare e udhëhequr nga NASA (NASAE) dhe partnerët e saj Spacean Canadian Space Agency ESAa
MIRI u zhvillua përmes një partneriteti 50-50 midis NASA-s dhe ESA (Agjencia Evropiane e Hapësirës). JPL drejton përpjekjet e SHBA për MIRI, dhe një konsorcium shumëkombësh i instituteve astronomike evropiane kontribuon në ESA.
Alistair Glasse i ATC, MB është shkencëtar i instrumenteve MIRI dhe Michael Ressler është shkencëtar i projektit amerikan në JPL. Laszlo Tamas i ATC në Mbretërinë e Bashkuar është përgjegjës për Bashkimin Evropian. Zhvillimi i kriokolerit MIRI u drejtua dhe menaxhohej nga JPL në bashkëpunim me NASA's Goddard Space Center, në Greenland, North Mardorony, në Kaliforni.