James Webb svemirski teleskop (JWST) je dugo očekivani, dugoočekivani teleskop "nove generacije", za koji se nadamo da će gledati unatrag u vremenu i dublje u prašnjave regije koje stvaraju zvijezde, koristeći veće valne duljine i više osjetljivosti od bilo kojeg prethodnog svemirskog teleskopa , Da biste nas prebacili na sljedeću razinu, nekako biste trebali shvatiti da bi trebalo razviti nove tehnologije kako bi se izgradio taj, super ogroman teleskop. Bili ste u pravu.
U stvari, inženjeri su morali upotrijebiti malo neograničenja kako bi izgradili jedinstvenu šasiju, okosnicu koja će svemirski brod držati zajedno.
Unobtainium nije samo ime materijala miniranog u filmu Jamesa Camerona "Avatar". Riječ je koja se koristi u inženjeringu - a ponekad i fikciji - kako bi se opisali vrlo rijetki, skupi ili fizički nemogući materijali ili uređaji potrebni za ispunjavanje zadanog dizajna određene aplikacije.
Šasija za JWST - nazvana integriranim modulom znanstvenog instrumenta ISIM - izrađena je od nikad prije izrađenog kompozitnog materijala koji je morao podnijeti super-hladne temperature s kojima će se susresti kada opservatorij dosegne svoju orbitu 1,5 milion kilometara (930.000 milja ) sa Zemlje.
ISIM je upravo prošao izuzetno važan test, preživio je temperature koje su se spustile čak 27 Kelvina (-411 stupnjeva Farenhejta), hladnije od površine Plutona tijekom ciklusa ispitivanja u Goddardovom simulatoru svemirskog okruženja - trokatnoj termičko-vakuumskoj komori koji simulira temperaturu i uvjete vakuuma u prostoru.
Tim iz Goddard centra za svemirske letove koji je bio zadužen za izgradnju šasije trebao je materijal koji će osigurati da različiti instrumenti na JWST-u održavaju precizno kriogeno poravnanje i stabilnost, ali da će preživjeti ekstremne gravitacijske sile koje su iskusile tijekom lansiranja.
Ispitivanje je učinjeno kako bi se utvrdilo da li se konstrukcija veličine automobila smanjila i iskrivila onako kako je predviđeno kad se ohladi od sobne temperature do hladnog - vrlo je važno budući da naučni instrumenti moraju održavati određeno mjesto na strukturi da bi primili svjetlost skupljenu teleskopskom 6,5 -metarno ogledalo. Ako bi se struktura zbog hladnoće smanjila ili izobličila na nepredvidiv način, instrumenti više ne bi bili u mogućnosti prikupljati podatke o svemu, od prvih svjetlosnih sjaja nakon Velikog praska do stvaranja zvjezdanih sustava koji bi mogli podržavati život.
Kad su prvi put započeli, vani nije bilo ničega što bi u potpunosti odgovaralo opisu onoga što je trebalo. Dakle, to je ostavilo jednu alternativu: razvijanje vlastitog materijala koji je još u proizvodnji, a koji su članovi tima u šali nazvali „unobtainium“. Pomoću matematičkog modeliranja tim je otkrio da se kombiniranjem dvaju kompozitnih materijala može stvoriti sustav od karbonskih vlakana / cijanata-estera smola koji bi bio idealan za izradu kvadratnih cijevi strukture koje u promjeru imaju 75 mm (3 inča).
Tijekom nedavnog 26-dnevnog ispitivanja i uz opetovane cikluse testiranja, sklop sličan kružnoj konstrukciji koju su dizajnirali Goddardovi inženjeri nije pukao. Struktura se smanjila kako je predviđalo samo 170 mikrona - širina igle - kada je dostigla 27 Kelvina (-411 stupnjeva Farenhajta), što je znatno premašilo potrebe za dizajnom od oko 500 mikrona. "Sigurno ne bismo bili u stanju ponovno uskladiti instrumente u orbiti da se struktura pomakne previše", rekao je voditelj ISIM Strukturnog projekta Eric Johnson. "Zbog toga smo se trebali uvjeriti da smo dizajnirali pravu strukturu."
Ova vrsta građevine mogla bi poslužiti NASA-i u narednoj generaciji nakon JWST-a, a mogla bi biti i „spinoff“ koji bi proizvođači mogli smatrati korisnim u dizajniranju struktura koje zahtijevaju visoku toleranciju u uvjetima.
Izvor: NASA Goddard
