Vesmírny ďalekohľad James Webb (JWST) je veľmi očakávaný, dlho očakávaný ďalekohľad „budúcej generácie“, ktorý, ako dúfame, sa bude pozerať ďalej v čase a hlbšie v zaprášených oblastiach tvoriacich hviezdy s použitím dlhších vlnových dĺžok a väčšej citlivosti ako akýkoľvek predchádzajúci vesmírny teleskop. , Aby ste nás dostali na túto ďalšiu úroveň, mali by ste si predstaviť, že na vybudovanie tohto priekopníckeho, obrovského ďalekohľadu by bolo potrebné vyvinúť nové technológie. Máte pravdu.
Inžinieri v skutočnosti museli použiť trochu unobtainia na vybudovanie jedinečného podvozku, chrbtice, ktorá bude držať kozmickú loď pohromade.
Unobtainium nie je iba názov materiálu ťaženého vo filme Avatar Jamesa Camerona. Je to slovo, ktoré sa používa v strojárstve - a niekedy aj v beletrii - na popis všetkých mimoriadne zriedkavých, nákladných alebo fyzicky nemožných materiálov alebo zariadení potrebných na splnenie daného návrhu pre danú aplikáciu.
Podvozok pre JWST - nazývaný integrovaný vedecký prístrojový modul ISIM - je vyrobený z nikdy predtým vyrobeného kompozitného materiálu, ktorý musel odolať veľmi nízkym teplotám, s ktorými sa stretne, keď observatórium dosiahne obežnú dráhu 1,5 milióna kilometrov (930 000 míľ) ) zo Zeme.
ISIM práve prešiel veľmi dôležitým testom, ktorý prežil teploty, ktoré klesli až na 27 Kelvinov (-411 stupňov Fahrenheita), chladnejšie ako povrch Pluta počas cyklu testovania v Goddardovom vesmírnom simulátore - trojposchodovej termo-vákuovej komore. ktorý simuluje podmienky teploty a vákua nachádzajúce sa vo vesmíre.
Tím v Goddardovom vesmírnom letovom centre, ktorý bol poverený stavbou podvozku, potreboval materiál, ktorý by zaistil, že rôzne nástroje na JWST by si udržali presné kryogénne usporiadanie a stabilitu, a napriek tomu prežili extrémne gravitačné sily, ktoré sa vyskytli počas štartu.
Test sa uskutočnil s cieľom zistiť, či sa konštrukcia s veľkosťou automobilu zmenšila a zdeformovala, ako sa predpokladalo, keď sa ochladila z izbovej teploty na chladnú - veľmi dôležité, pretože vedecké prístroje musia udržiavať konkrétne umiestnenie na konštrukcii, aby mohli prijímať svetlo zozbierané teleskopom 6,5. - primárne zrkadlo (21,3 stôp). Keby sa štruktúra kvôli chladu zmenšila alebo skreslila nepredvídateľným spôsobom, nástroje by už neboli schopné zhromažďovať údaje o všetkom od prvých svetelných žiarov, ktoré nasledovali po Veľkom tresku, až po vytvorenie hviezdnych systémov schopných podporovať život.
Keď začali prvýkrát, nebolo tam nič, čo by diaľkovo zodpovedalo opisu toho, čo bolo potrebné. Tak zostala jedna alternatíva: vyvinúť svoj vlastný doteraz vyrobený materiál, ktorý členovia tímu žartom označovali ako „unobtainium“. Prostredníctvom matematického modelovania tím zistil, že kombináciou dvoch kompozitných materiálov by mohol vytvoriť systém živice z uhlíkových vlákien / kyanátu a esteru, ktorý by bol ideálny na výrobu štvorcových rúrok štruktúry, ktoré merajú priemer 75 mm (3 palce).
Počas posledného 26-dňového testu a pri opakovaných cykloch testovania trusovitá zostava navrhnutá inžiniermi Goddarda nepraskla. Štruktúra sa zmenšila, ako sa predpovedalo iba 170 mikrónov - šírka ihly - keď dosiahla 27 kelvinov (-411 stupňov Fahrenheita), čo značne presiahlo konštrukčnú požiadavku asi 500 mikrónov. „Ak by sa štruktúra príliš pohybovala, určite by sme neboli schopní naladiť nástroje na obežnej dráhe,“ povedal Eric Johnson. "Preto sme sa museli uistiť, že sme navrhli správnu štruktúru."
Tento typ štruktúry by mohol slúžiť NASA v budúcnosti pre ďalšiu generáciu po JWST a mohol by to byť tiež „spinoff“, ktorý by výrobcovia mohli nájsť pri navrhovaní štruktúr, ktoré si vyžadujú vysokú toleranciu v podmienkach.
Zdroj: NASA Goddard
