Webb宇宙望遠鏡は重要なミラーアライメントのために準備され、地球からほぼ100万マイル離れた目的地に近づきます。

地球から出発して30日、 ジェームズウェブ宇宙望遠鏡 月曜日にほぼ百万マイル離れた駐車場の軌道で滑ります。 第一世代の星と銀河。

しかし、 そこに到着 – そして 正常にデプロイ 道に沿っている巨大な日よけ、ミラーおよび他の付属品は楽しみの半分に過ぎませんでした。

科学者とエンジニアは、100億ドル規模のWebbを動作する望遠鏡に変えて、18個の基本的なミラーセグメントを正確に整列させ、これまでにリリースされた最大の単一の21.3フィート幅のミラーで一緒に機能させる必要があります。

今週の初めに、エンジニアは各部を遠隔に持ち上げるのに数日かかるプロセスと望遠鏡の2.4フィート幅の補助ミラーを完成させました。 クリスマスの日宇宙に登る ヨーロッパのアリアン5号ロケットの上。

完全に展開された18個のセグメントは現在約ミリメートル以内に整列されます。 望遠鏡がシャープな焦点を達成するには、必要に応じて、部分の形状を傾けて変更するために、複数のアクチュエータを使用して人の髪の幅の1/10,000以内に調整を微調整する必要があります。

NASAゴダード宇宙飛行センターの光学望遠鏡要素マネージャであるLee Feinbergは、「私たちの1次ミラーは分割されており、これらのセグメントは光の波長の一部に合わせる必要があります」と述べました。 「私たちはミクロンを言うのではなく、波長の一部を言うことです。これはWebbの難しいことです」

月のように遠く離れた地球の熱を感知するほど強力です。

ソートされ、機器が校正されると、Webbは次の100倍強力です。 ハッブル、NASAは赤外線に非常に敏感であり、月ほど離れた地球の薄暗い熱を感知できると言います。

各ミラーセグメントは、地球への重力の変形効果と宇宙の超低温で予想される収縮を考慮した処方に従って研磨された。 それらが正確に計算され、1つがアメリカのサイズで膨らんだ場合、高さ14,000フィートのロッキー山脈は2インチ未満になります。

しかし、Webbが今日明るい星を目指している場合、結果は18の個々の画像になります。 まだ調整されていません。」

Webbチームの次の主な障害は、マッピングを行い、各セグメントを小さな増分で傾け、18個の画像をマージして正確に焦点を合わせた単一の点を形成することです。 完了するまでに数ヶ月かかると予想される反復的なマルチステッププロセスです。

しかし、まず望遠鏡は、地球から930,000マイル離れたLagrange Point 2周辺の軌道に入る必要があります。 ここで、太陽と地球の重力が結合して、最小限の燃料消費で宇宙船が所定の位置にとどまるようにする安定性ポケットを形成しなければなりません。

また、テニスコートだけのWebbの量産が太陽、地球、月の熱を遮断し、望遠鏡の敏感な赤外線検出器を覆うことができる暖かい惑星間のほこりまで遮断し、最大限の利点を提供できる点でもあります。

土曜日現在、ミラーセグメントは約マイナス340度に冷却され、動作温度は約マイナス390度または絶対ゼロ度より40度未満です。

冷却プロセスが続いている間、4分58秒のコース修正推進機の発射が月曜日の午後2時（東部標準時）に計画され、宇宙船の速度を3.4mphだけ変更してLagrange Point 2周辺の遠い軌道に置くのに十分です。

すべての作業が順調に進むと、望遠鏡は定期的に推進機を発射し、残りの寿命の間に6ヶ月の軌道に滞在し、停留所に滞在するようにします。

「うわー」画像キャプチャ準備中

後ろから軌道挿入が広がると、エンジニアはすでにWebbの最も複雑な側面の1つであるミラーアライメントを推進します。 複雑な展開。

各4.3フィート幅の六角形基本ミラーセグメントには、背面に「六角形」配列の6つの機械式アクチュエータがあり、6方向に移動できます。 7番目のアクチュエータは、セグメントの中心を押したり引っ張ったり、必要に応じて曲率をわずかに歪ませることができます。

Webtoonの後 近赤外線カメラ、またはNIRCamが動作温度に冷却されると、Webbは明るい星を目指して、18個のセグメントすべてで反射をマッピングして、相対的なサイズと位置を示すモザイクを作成できます。

それだけ ミラーセグメント その後、1つのアクチュエータを使用し、別のアクチュエータを使用して一度に1つずつ調整し、それぞれを適切に目指します。 引き続きモザイクを追加し、結果に応じてアライメントプロセスを繰り返す必要があります。

Feinbergは、「最も重要なのは、18の基本ミラーセグメントを同じように指すようにして、画像がほぼ同じサイズになるようにすることです」と述べました。 「そのうちのいくつかは非常にぼやけているため、セグメント5に大きな点（ぼやけた星の画像）が表示され、セグメント3に小さな点が表示されることがあります。」

目的は、焦点が乱れる画像のサイズを最小限に抑えるために必要なだけセグメントを傾け、次に多重反射を望遠鏡の光軸の中心にある同じ点に移動することです。 鋭く集中した光の光線。

「最上位レベルからほぼ同じレベルに整列した18個の個別望遠鏡と考えてください」とFeinbergは言いました。 「それから私たちはお互いの上に18個のポイントを重ねます。私たちはそれをイメージスタッキングと呼びます。これは、イメージがお互いの上に落ちるように一次ミラーセグメントを傾けるプロセスです。」

重要なのは、「これらの18ポイントが互いに重なり合う必要があるため、これらのアクチュエータを非常によく制御し、非常に正確な傾きが必要です」と彼は言いました。

与えられたセグメントは、影響なしに6つのチルトアクチュエータのうちの1つを失う可能性があります。 センターアクチュエータの損失でさえも、セグメントをわずかに上下に動かしてある程度補償することができます。

しかし、地上での徹底的なテストは、ハイテクアクチュエータが非常に信頼できることを示しました。 プロシージャは望遠鏡の縮小モデルを使用して発射前にテストされ、Feinbergはソートプロセスが計画どおりに機能すると確信していると述べました。

「ステップごとのスターのイメージはいつくらい得るのでしょうか？ 3月中、おそらく3月末だろう」

「しかし、次の質問は、2次ミラーを含めて、望遠鏡が4つのすべての機器に最適化された完全に整列した時点をいつまで持っているのかです。月末」

科学観察が始まるにはまだ十分ではありません。

光学システムが整列したら、チームはカメラと分光器を組み合わせたNIRCamと望遠鏡の他の3つの分光器をテストして校正することに集中します。 楽器、 そのうちの1つには、Webbをターゲットに固定するために必要な微細誘導センサーが含まれます。

その過程を終えるのに2ヶ月ほどかかるでしょう。 こうして焦点を当てた「最初の光」のイメージが公衆に公開されます。

Webb運営プロジェクトの科学者であるJane Rigbyは、「私たちは世界が見る最初の画像、人類が見る最初の画像がこの100億ドルの望遠鏡に定義され、星の画像ではないことを確認したいと思います」と述べました。 ゴダードで。

「それで、私たちはこの望遠鏡ができることを示しています…すべての靴下を吹き飛ばすように設計された通常の科学作業を始めるとき、試運転の終わりに一連の「うわー」イメージを公開する予定です。」

ウィリアム・ハウド

Bill Harwoodは、最初はUnited Press InternationalのCape Canaveral支局長で、今はCBS Newsのコンサルタントとして働き、1984年からフルタイムでアメリカ宇宙プログラムを取材してきました。 彼は129個の宇宙往復船任務、ボイジャー2号の海王星飛行後、すべての惑星間飛行と数十回の商業および軍事発射を担当しました。 フロリダのケネディ宇宙センターに拠点を置くHarwoodは、献身的なアマチュア天文学者であり、「Comm Check: The Final Flight of Shuttle Columbia」の共著者です。