Vesmírný dalekohled James Webb (JWST) je velmi očekávaný, dlouho očekávaný dalekohled „nové generace“, který, jak doufáme, se bude dívat dále zpět v čase a hlouběji v zaprášených hvězdotvorných regionech, používající delší vlnové délky a větší citlivost než jakýkoli předchozí vesmírný dalekohled . Abychom se dostali na tuto další úroveň, měli byste si představit, že by bylo třeba vyvinout nové technologie, aby mohl být tento průlomový, super obrovský dalekohled postaven. Měl bys pravdu.
Ve skutečnosti museli inženýři použít malé unobtainium, aby postavili jedinečný podvozek, páteř, která bude držet kosmickou loď pohromadě.
Unobtainium není jen název materiálu těženého ve filmu Avatar Jamese Camerona. Je to slovo, které se používá ve strojírenství - a někdy i fikci - k popisu jakéhokoli mimořádně vzácného, nákladného nebo fyzicky nemožného materiálu nebo zařízení, které jsou potřebné pro splnění daného návrhu pro danou aplikaci.
Podvozek pro JWST - nazývaný Integrovaný vědecký přístrojový modul ISIM - je vyroben z dosud nevyráběného kompozitního materiálu, který musel odolat velmi nízkým teplotám, s nimiž se setká, když observatoř dosáhne své oběžné dráhy 1,5 milionu kilometrů (930 000 mil) ) ze Země.
ISIM právě prošel velmi důležitým testem, který přežil teploty, které klesly až na 27 Kelvinů (-411 stupňů Fahrenheita), chladnější než povrch Pluta během cyklu testování v Goddardově vesmírném simulátoru - třípodlažní termo-vakuová komora který simuluje podmínky teploty a vakua nalezené ve vesmíru.
Tým v Goddard Space Flight Center, který byl pověřen stavbou podvozku, potřeboval materiál, který by zajistil, aby různé nástroje na JWST udržovaly přesné kryogenní vyrovnání a stabilitu, ale přežily extrémní gravitační síly, které se vyskytly při startu.
Zkouška byla provedena, aby se zjistilo, zda se struktura vozu zmenšila a zkreslila, jak se předpovídalo, když se ochladila z pokojové teploty na chladnou - velmi důležité, protože vědecké přístroje musí udržovat specifické umístění na struktuře, aby mohly přijímat světlo shromážděné 6,5 dalekohledu -metru (21,3 stop) primární zrcadlo. Pokud by se struktura kvůli chladu zmenšila nebo zdeformovala nepředvídatelným způsobem, nástroje by již nebyly schopny shromažďovat údaje o všem od prvních světelných paprsků následujících po Velkém třesku až po vytvoření hvězdných systémů schopných podporovat život.
Když poprvé začali, nebylo tam nic, co by dálkově odpovídalo popisu toho, co bylo potřeba. To tedy ponechalo jednu alternativu: vyvinout vlastní dosud nevyráběný materiál, který členové týmu vtipně označovali jako „unobtainium“. Prostřednictvím matematického modelování tým zjistil, že kombinací dvou kompozitních materiálů by mohl vytvořit systém pryskyřice z uhlíkových vláken / kyanátu a esteru, který by byl ideální pro výrobu čtvercových trubek struktury, které měří průměr 75 mm (3 palce).
Během nedávného 26denního testu a při opakovaných cyklech testování trusovitá sestava navržená inženýry Goddarda nepraskla. Struktura se zmenšila, jak předpovídalo pouhých 170 mikronů - šířka jehly - když dosáhla 27 Kelvinů (-411 stupňů Fahrenheita), což výrazně překračovalo návrhový požadavek asi 500 mikronů. "Určitě bychom nebyli schopni zarovnat nástroje na oběžné dráze, pokud by se struktura příliš pohybovala," uvedl vedoucí projektu ISIM Struktura Eric Johnson. "Proto jsme se museli ujistit, že jsme navrhli správnou strukturu."
Tento typ struktury by mohl sloužit NASA v budoucnosti pro příští generaci po JWST a mohl by to být také „spinoff“, který by výrobci mohli najít při navrhování struktur, které vyžadují vysokou toleranci v podmínkách.
Zdroj: NASA Goddard
