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NASAのWebb Telescopeミラーは、最終的なソート後に「最も楽観的な予測」を粉砕

NASAは、初期のJWST(James Webb Space Telescope)の「光学性能が記録的なミラーの整列を完了した後も、…最も楽観的な予測よりも優れたレベル」と述べました。

予定より7~14年遅れ、予算が2~10倍を超え、Arianespace Ariane 5ロケットは2021年12月25日にWebb Telescopeを深宇宙に送りました。 重量が6.2トン(〜13,600ポンド)のJWSTは、離陸時にはNASAの象徴的なハッブル宇宙望遠鏡の半分に近い重量で、ハッブルの総収集面積の6倍を超える前例のない折り紙のような鏡を包装しているにもかかわらず。 Ariane 5のようなロケットで地球から離れた大きな鏡を発射するのに必要な極端な質量減少と膨大な複雑さの組み合わせは、Webb Telescopeがなぜそんなに長い時間(〜18年)かかり、高価な(〜97億ドル)聞いたことを部分的に説明するのに役立ちます。 )設計、開発、構築します。

それにもかかわらず、ついにリリースしました。 Ariane 5はほとんどの作業を行い、オンボード推進機のいくつかの助けを借りて、地球から約150万キロメートル(〜950,000マイル)離れたSun-Earth L2 Lagrange支店に導く軌道に望遠鏡を送りました。 おそらく、宇宙ベースの天文台史上最大の安心感で、Webb Telescopeの非常に複雑な展開プロセスは単一の主要な問題なしに完了しました。 離陸して30日後、完全に展開された望遠鏡は作動軌道に達しました。

これと比較して、過去4ヶ月間、ほぼすべてのJWST作業はあまり目立たなく、はるかに小さい整列および校正プロセスに焦点を当てていました。 JWSTの18の主要ミラーセグメントはそれぞれマイクロメートル単位でゆっくりと、しかし確実に定位置に固定されているのに対し、望遠鏡の大部分は最大性能に不可欠な周囲温度にゆっくりと冷却されます。 同時に、Webbのすべての主要機器は最初の照明を受け、校正と試運転の初期段階に入りました。 器具が空になって校正された後、ミラーが完全に整列し、重要なハードウェアが-449°F(-267°C)の低い温度に冷却され、Webbは宇宙を観察し、宇宙科学の大部分に革命を引き起こす可能性があります。

ソートの果実に対する内的見解 (NASA)

最初で最も重要なステップであるミラーアライメントが完了しました。 ソートプロセスは、離陸後6週間後の2022年2月に開始されました。 まず、整列していないミラーで画像をキャプチャして、状態を正確に把握しました。 Webbの18個のミラーセグメントを1つずつ個別に移動して、各ミラーが担当する画像を決定し、地上コントローラが適切に焦点を合わせることができました。 ターゲット星の各ミラービュー。 「coarse phasing」と呼ばれるプロセスでは、18個の光点がよく分解され、特定のミラーセグメントに接続されている場合、セグメントは徐々に互いに上に調整されて単一の画像を生成します。

「Coarse」は、ステップを完了するのに必要なほとんど測量できない精度を大幅に過小評価します。 可能性を最大限に引き出すには、Webb Telescopeの各ミラーセグメントを50度以内に揃える必要があります。 ナノメートル お互い。 NASAによると、「Webbベースミラーが米国サイズの場合、各セグメントはテキサスサイズになり、チームはテキサスサイズセグメントの高さを約1.5インチ」

大まかなフェーズの産物 – 美しいが、まだ科学的に有用ではありません。 (NASA)

ミラーの焦点をできるだけ完全に合わせるように設計された、はるかに難解な一連のプロセスを含む微細なステップが続きました。 その後、結果の画像を調整して、Webb Telescopeの4つの主要な科学機器のそれぞれの視野に合わせて調整しました。 最後に、ステップ7のソートプロセスのいくつかのステップを再実行または改善して、Earthboundのクリエイターと見込み客が望むようにミラーを完全に最適化しました。

最終的に、Webb Telescopeのアライメントは非常に成功し、エンジニアが行った「最も楽観的な予測」よりも鮮明でクリーンな画像を生成しました。 NASAは、画像があまりにも詳細であり、Web望遠鏡サイズのミラーの物理解像度の限界に効果的に到達したと言います。 つまり、詳細を解決するには、既知の物理学の法則に違反する必要があります。

完全に整列したミラーを持つJWSTの最初のイメージ。 (NASA)

ミラーアライメントが完了すると、JWSTは科学作業を開始する前に、デバイスの試運転という1つの主要な障害物だけを残しました。 コミッショニングは、JWSTの4つの主要な機器が期待どおりに動作し、可能な限り正確かつ確実に実行するように設計されたタスクを実行することを確認するために必要な幅広い校正、分析、実験、最適化を網羅する包括的な表現です。

ある時点で、非常に複雑な科学ツールの使用は、芸術形式に近いものであり、科学者と希望する貿易ツールの間にある程度の信頼が確立されなければ、自信を持って引き出す大理石に置いて研究を始めることができます。 前例のない幅とディテールの宇宙。 試運転が配置と整列と同じくらい順調に進むと、JWSTチームはすぐに、2022年7月に望遠鏡が最初に実行可能な宇宙観測をキャプチャして共有できます。

NASAのWebb Telescopeミラーは、最終的なソート後に「最も楽観的な予測」を粉砕します。






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Omori Yoshiaki

ミュージックホリック。フードエバンジェリスト。学生。認定エクスプローラー。受賞歴のあるウェブエキスパート。」

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