Ang mga inhinyero ay nagsasagawa ng "pagtanggap" ng mid-infrared na instrumento ng James Webb Space Telescope sa Goddard Space Flight Center ng NASA pagkatapos umalis mula sa UK.
Sinisiyasat ng mga flight technician ng JPL na sina Johnny Melendez (kanan) at Joe Mora ang cryocooler ng MIRI bago ito ipadala sa Northrop Grumman sa Redondo Beach, California. Doon, nakakabit ang cooler sa katawan ng Webb telescope.
Ang bahaging ito ng instrumento ng MIRI, na nakikita sa Appleton Laboratory sa Rutherford, UK, ay naglalaman ng mga infrared detector. Ang cryocooler ay matatagpuan malayo sa detector dahil ito ay gumagana sa mas mataas na temperatura. Isang tubo na may dalang malamig na helium ang nagkokonekta sa dalawang seksyon.
Nakaupo ang MIRI (kaliwa) sa isang balance beam sa Northrop Grumman sa Redondo Beach habang naghahanda ang mga inhinyero na gumamit ng overhead crane para i-attach ito sa Integrated Scientific Instrument Module (ISIM). Ang ISIM ang core ng Webb, ang apat na instrumento sa agham na naglalaman ng teleskopyo.
Bago gumana ang instrumento ng MIRI — isa sa apat na instrumento sa agham sa obserbatoryo —, dapat itong palamigin sa halos pinakamalamig na temperatura na maaaring maabot ng bagay.
Ang James Webb Space Telescope ng NASA, na nakatakdang ilunsad sa Disyembre 24, ay ang pinakamalaking obserbatoryo sa kalawakan sa kasaysayan, at mayroon itong parehong nakakatakot na gawain: pagkolekta ng infrared na ilaw mula sa malalayong sulok ng uniberso, na nagpapahintulot sa mga siyentipiko na suriin ang istraktura at pinagmulan ng uniberso .Ang ating uniberso at ang ating lugar dito.
Maraming cosmic na bagay — kabilang ang mga bituin at planeta, at ang gas at alikabok kung saan nabuo ang mga ito — naglalabas ng infrared na ilaw, kung minsan ay tinatawag na thermal radiation. Ngunit gayon din ang karamihan sa iba pang maiinit na bagay, tulad ng mga toaster, tao, at electronics. Nangangahulugan ito na ang apat na infrared na instrumento ng Webb ay maaaring makakita ng sarili nilang infrared na ilaw. ).Ngunit para gumana nang maayos, ang mga detector sa loob ng mid-infrared na instrumento, o MIRI, ay dapat lumamig: mas mababa sa 7 Kelvin (minus 448 degrees Fahrenheit, o minus 266 degrees Celsius).
Iyon ay ilang degrees lamang sa itaas ng absolute zero (0 Kelvin) – ang pinakamalamig na temperatura ayon sa teoryang posible, bagama't hindi ito pisikal na maabot dahil ito ay kumakatawan sa ganap na kawalan ng anumang init. (Gayunpaman, ang MIRI ay hindi ang pinakamalamig na instrumento ng imaging na gumagana sa kalawakan.)
Ang temperatura ay mahalagang sukatan kung gaano kabilis gumagalaw ang mga atomo, at bilang karagdagan sa pag-detect ng sarili nilang infrared na ilaw, ang mga Webb detector ay maaaring ma-trigger ng sarili nilang mga thermal vibrations. Nakikita ng MIRI ang liwanag sa mas mababang hanay ng enerhiya kaysa sa iba pang tatlong instrumento. Bilang resulta, ang mga detector nito ay mas sensitibo sa mga thermal vibrations. Ang mga hindi gustong signal na ito ay ang tinatawag ng mga astronomo na "no-detect."
Pagkatapos ng paglulunsad, maglalagay ang Webb ng visor na kasinglaki ng tennis court na pumoprotekta sa MIRI at iba pang instrumento mula sa init ng araw, na nagbibigay-daan sa mga ito na lumamig nang pasibo. Simula nang humigit-kumulang 77 araw pagkatapos ng paglunsad, ang cryocooler ng MIRI ay aabutin ng 19 na araw upang bawasan ang temperatura ng mga detector ng instrumento sa ibaba 7 Kelvin.
"Relatibong madaling palamigin ang mga bagay sa ganoong temperatura sa Earth, madalas para sa mga pang-agham o pang-industriyang aplikasyon," sabi ni Konstantin Penanen, isang cryocooler na eksperto sa Jet Propulsion Laboratory ng NASA sa Southern California., na namamahala sa instrumento ng MIRI para sa NASA.Para sa isang space observatory, kailangan namin ng cooler na physically compact, energy efficient, at dapat itong lubos na mapagkakatiwalaan dahil hindi kami makalabas at ayusin ito.Kaya ito ang mga hamon na kinakaharap natin., sa bagay na iyon, masasabi kong ang mga cryocooler ng MIRI ay talagang nangunguna.”
Isa sa mga pang-agham na layunin ng Webb ay pag-aralan ang mga katangian ng mga unang bituin na nabuo sa uniberso. Magagawa ng malapit-infrared na camera o instrumento ng NIRCam ng Webb ang napakalayo na mga bagay na ito, at tutulungan ng MIRI ang mga siyentipiko na kumpirmahin na ang mahinang pinagmumulan ng liwanag na ito ay mga kumpol ng mga unang henerasyong bituin, sa halip na pangalawang henerasyong mga bituin na nabuo mamaya sa isang ebolusyon ng kalawakan.
Sa pamamagitan ng pagtingin sa mga ulap ng alikabok na mas makapal kaysa sa near-infrared na mga instrumento, ipapakita ng MIRI ang mga lugar ng kapanganakan ng mga bituin. Matutuklasan din nito ang mga molecule na karaniwang matatagpuan sa Earth — gaya ng tubig, carbon dioxide at methane, pati na rin ang mga molekula ng mabatong mineral tulad ng silicates — sa malamig na kapaligiran sa paligid ng mga kalapit na bituin, kung saan maaaring mabuo ang mga planeta. ce.
"Sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng kadalubhasaan sa US at European, nabuo namin ang MIRI bilang kapangyarihan ng Webb, na magbibigay-daan sa mga astronomo mula sa buong mundo na sagutin ang malalaking tanong tungkol sa kung paano nabuo at nagbabago ang mga bituin, planeta at kalawakan," sabi ni Gillian Wright, Co-lead ng MIRI science team at European Principal Investigator para sa instrumento sa UK Astronomical Technology Center (UK ATC).
Gumagamit ang MIRI cryocooler ng helium gas—sapat na para punan ang humigit-kumulang siyam na party balloon—upang dalhin ang init palayo sa mga detektor ng instrumento. Dalawang electric compressor ang nagbo-bomba ng helium sa pamamagitan ng isang tubo na umaabot hanggang sa kung saan matatagpuan ang detector. Ang tubo ay dumadaan sa isang bloke ng metal na nakakabit din sa detector;ang cooled helium ay sumisipsip ng labis na init mula sa block, na pinapanatili ang operating temperature ng detector sa ibaba 7 Kelvin. Ang pinainit (ngunit malamig pa rin) na gas pagkatapos ay bumalik sa compressor, kung saan ito ay nagpapalabas ng labis na init, at ang cycle ay nagsisimula muli. Sa pangunahin, ang sistema ay katulad ng ginagamit sa mga refrigerator at air conditioner ng bahay.
Ang mga tubo na nagdadala ng helium ay gawa sa gold-plated na hindi kinakalawang na asero at wala pang 1/10 ng isang pulgada (2.5 mm) ang lapad. Ito ay umaabot ng humigit-kumulang 30 talampakan (10 metro) mula sa compressor na matatagpuan sa spacecraft bus area hanggang sa MIRI detector sa optical telescope element na matatagpuan sa likod ng honeycomb ng observatory na pangunahing salamin. naka-compress, medyo parang piston, para tumulong sa pag-install ng naka-imbak na obserbatoryo sa proteksiyon sa ibabaw ng rocket. Kapag nasa kalawakan, lalawak ang tore upang paghiwalayin ang space-temperatura na bus ng spacecraft mula sa mas malamig na optical telescope na mga instrumento at payagan ang sunshade at teleskopyo na ganap na ma-deploy.
Ipinapakita ng animation na ito ang perpektong pagpapatupad ng James Webb Space Telescope deployment mga oras at araw pagkatapos ng paglunsad.
Ngunit ang proseso ng pagpahaba ay nangangailangan ng helium tube na palawigin gamit ang napapalawak na pagpupulong ng tower. Kaya't ang tubo ay umiikot na parang spring, kaya naman binansagan ng mga inhinyero ng MIRI ang bahaging ito ng tubo na "Slinky".
"May ilang mga hamon sa pagtatrabaho sa isang sistema na sumasaklaw sa maraming rehiyon ng obserbatoryo," sabi ni Analyn Schneider, JPL MIRI program manager.“Ang iba't ibang rehiyong ito ay pinamumunuan ng iba't ibang organisasyon o sentro, kabilang ang Northrop Grumman at Goddard Space Flight Center ng US NASA, kailangan nating makipag-usap sa lahat.Walang ibang hardware sa teleskopyo na kailangang gawin iyon, kaya isa itong hamon na natatangi sa MIRI.Talagang naging mahabang pila ito para sa MIRI cryocoolers road, at handa na kaming makita ito sa kalawakan.”
Ang James Webb Space Telescope ay ilulunsad sa 2021 bilang ang nangungunang obserbatoryo sa agham sa kalawakan sa buong mundo. Aalamin ng Webb ang mga misteryo ng ating solar system, titingin sa malalayong mundo sa paligid ng iba pang mga bituin, at tuklasin ang mga mahiwagang istruktura at pinagmulan ng ating uniberso at ng ating lugar.
Binuo ang MIRI sa pamamagitan ng 50-50 na partnership sa pagitan ng NASA at ESA (European Space Agency). Pinangunahan ng JPL ang pagsisikap ng US para sa MIRI, at isang multinational consortium ng European astronomical institute ang nag-aambag sa ESA. Si George Rieke ng University of Arizona ay pinuno ng US science team ng MIRI. Si Gillian Wright ang pinuno ng European scientific team ng MIRI.
Si Alistair Glasse ng ATC, UK ay MIRI Instrument Scientist at si Michael Ressler ay US Project Scientist sa JPL. Si Laszlo Tamas ng UK ATC ang namamahala sa European Union. Ang pagbuo ng MIRI cryocooler ay pinangunahan at pinamahalaan ng JPL sa pakikipagtulungan ng NASA's Goddard Space Flight Center sa Greenbelt, Maryland, at Northoropndo.