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Webb宇宙望遠鏡でまだ間違っている可能性があります。

ペアリングが落ちるWebb望遠鏡の発射を示す概念図。

ペアリングが落ちるWebb望遠鏡の発射を示す概念図。
映像: ESA/ディ。 デュクロス

ウェブスペースTelescopeは、長年の遅延の終わりについに発射台に達しました。 重要な機会ですが、天文台を完了するのに6ヶ月かかる複雑で前例のない試運転手順を経なければなりません。 難しい部分はまだ来るようです。

アメリカ、ヨーロッパ、カナダの宇宙機関が開発し、ロッキードマーティンなどの民間請負業者の助けを借りて、Webbは 説明 「今まで作られたものの中で最も複雑で強力な望遠鏡」です。 赤外線機能により、Webbは古代の星や銀河を探し、星と地球惑星の形成を研究し、天の川で生命体を見つけます。 宇宙望遠鏡は、文字通りそして比喩的に宇宙に対する私たちの見解を変える可能性を持っています。 そして 私たちの理解 私たちの その中に置きます。

このミッションへの興奮は、Webbが2007年に登る予定だったが、主な再設計 日焼け止め、コスト超過 二重 元の見積もり、進行中の技術障害、広範なテスト、選択した発射体の問題息を止める– コロナ19ファンデミック、そして 問題 〜中 処理 ギアナ宇宙センターでは、すべて2021年12月25日の現在の発射日を作成するために公募しました。 現在、クリスマスDの東部標準時の午前7時20分から7時52分の間に予定されています。賛成)。

6ヶ月の試運転段階の広範な概要。

6ヶ月の試運転段階の広範な概要。
グラフィック: ねじ

言い換えれば、重い荷物は私たちの背後にあるように見えますが、Webbが完全に機能すると宣言されるまでは多くのステップが残ります。 今からそれまで間違っている可能性があるすべてを説明することはできませんが、今後6ヶ月間問題を引き起こす可能性があるいくつかの主要な手順といくつかの技術デバイスについて説明することができます。

しかし、私たちがそれに達する前に、私はそれについて話したいと思います。 アリアン5 ウェブを宇宙に連れて行くロケット。 Arianespaceロケットは非常に安定していますが、以前の技術的な問題のために今後の打ち上げについて少し緊張しています。 2020年の2回にわたり、Ariane 5ロケットは 予期しない車両の加速 ペアリングの分離中。 Arianespaceはその後の問題を修正し、 すべてがうまくいくようですが、このようなことが起きたことが気に入らません。 これは私がエグノッグを叩き、発射を見るとクリスマスの朝に私をもう少し緊張させるでしょう。

致命的なロケットの失敗にもかかわらず(天然禁止)、発射は損傷を与える振動を引き起こす可能性があります。 言い換えれば、Webbは予想される揺れに耐えるように特別に設計されています。。 2016年に戻り、 振動テスト 望遠鏡の鏡の翼を固定する固定装置または「発射抑制装置」に問題があることを明らかにしました。 たくさん 音響学 そして 振動 14,300ポンドの機器で行われたテストは、他の潜在的な問題の中からこれを排除しなければなりませんでしたが、Webbが最終的に宇宙に到着するまでは不明です。

ロッキード・マーティン(Lockheed Martin)宇宙科学と計測責任者であるAlison Nordtが電子メールで説明したように、Webbは発射から生き残ることができるだけでなく、宇宙への失礼な紹介でも生き残ることができるはずです。

Nordtは、「もちろん、JWSTのリリースについて非常に興奮しており、そのリスクは確かに高い」と述べた。 「発射を含む宇宙環境は、発射荷重(振動および音響)、真空(空気不足)、極端な温度(特に約-400°Fに行くWebbの場合)、および無重力などの地上と多くの違いを示しています。地上でテストすることはできません。

発射シーケンス自体は日常的なものでなければならず、Arianeのサイドブースターは爆発後数分後に落ち、ペイロードペアリングが破棄されます。 ロケットの底部は引き続き必要な推力を提供しますが、燃料が落ちるとロケットも離れなければならないため、上部が引き継ぐことができます。 その後、宇宙船は、太陽放射が現在露出している望遠鏡の片側を爆破するのを防ぐために一連の振動を開始する必要があります。 一番上のステップは、発射後約27分後に破棄されます。

リリースには常にリスクが含まれますが、この場合に最大の問題を引き起こす可能性があるのは、次に起こるすべてです。 折り紙紙の部分よりも折り畳まれた部分が多いため、宇宙望遠鏡は開いて比喩的なあくびをして多くのコンポーネントを広げる必要があります。

NASAがWebbに書いたように、宇宙船は「Webbが太陽光で電気を生成し、バッテリーの消耗を止めることができるように」ミッションに約33分間太陽電池パネルを配置します。 よくある質問。 「Webbは自ら方向をつかみ、宇宙で「飛べる」能力を素早く確立します。」 NASAによれば、Webbの高利得アンテナは、「可能な限り迅速に最高のデータ通信速度を可能にするために」この時点で展開されます。

2番目のLagrangeポイントでWebbの位置を示すグラフィック(縮尺ではありません)。

2番目のLagrangeポイントでWebbの位置を示すグラフィック(縮尺ではありません)。
グラフィック: ねじ

太陽電池パネルの配置は時間に敏感ですが、最初の軌道修正も同様です。 低地球軌道で動作するハッブルとは異なり、Webは2番目のラグランジュ店(L2)で事業を行っています。 間に位置するこのスイートスポットは 地球と Sunは非常に安定しているため、Webbは所定の位置に保持するために過剰な量の燃料を使用する必要はありません。 L2は地球から約100万マイル(150万km)に位置するため、Webbがそこに到達するのに1ヶ月かかりますが、その間、宇宙船はルートを少し変更する必要があります。 MCC-1aとして知られる最初のものは、ミッション開始から約12.5時間後に発生します。

Webbの宇宙での最初の日は激しく聞こえますが、来週と月には同様にミッションを危険にさらすためのいくつかの非常に重要なステップが含まれます。、SpaceNews 説明する:

しかし、これらの初期展開は、最も重要で最も危険なタスクの1つです。 NASAゴダード宇宙飛行センターのJWSTシニアミッションシステムエンジニアであるMike Menzelは、11月のブリーフィングで、宇宙船に344の単一点エラーがあり、その80%が配置メカニズムに関連していると述べました。 「リリースメカニズムがある場合、完全な冗長化を実現するのは難しい」と彼は言った。

たとえば、サンシールドは、140のリリースメカニズム、70のヒンジアセンブリ、8つの展開モーター、約400のプーリー、および全長400メートルの長さの90のケーブルを含むとNorthrop GrummanのJWST宇宙船システムエンジニア、Krystal Pugaが11月説明会で言いました。 。

望遠鏡の5重サンシールドを配置するプロセスは、発射の3日後に始まります。 赤外線望遠鏡であるWebbは、潜在的な干渉を最小限に抑えるためにこの保護フィルムを必要とします。 望遠鏡は熱源を検出するように設計されているため、科学者が必要とする最後のことは熱源を検出することです。 暑さがやってくる 自分の楽器から。 NordtはGizmodoとのインタビューで、「発売の来週の最も重要な作業は、すべてのサンシールド配置とレイヤーの張力調整になるだろう」と述べた。 「ラインシールドの配置は、最も多くの議論を引き起こしています。一部は、飛行のようにテストするのが最も難しいシステムだからです。」 Webbのラジエーターのリリースなどの他の展開も同時に行われます。

2週間目まで、チームはセカンダリミラー三脚の展開とロック、2つのプライマリミラーウィングの回転とロック、プライマリミラーセグメントのロック解除など、展開を完了する必要があります。 フルディ望遠鏡の使用は 完全な 任務開始約13日。 日よけの効果はこの時期に明らかになり始め、科学機器は急速に冷却されます。

Nordtは、「Webbチームは、成功を確実にするためにすべてをテストするためにできることをすべて行いました。 「と言いました。

Webbの4つの科学ツール。

Webbの4つの科学ツール。
グラフィック: ねじ

最初の月末には、最終コース修正(29日目)とWebbをL2軌道に挿入することが含まれます。 興味深いことに、コントローラは、近赤外線カメラ(NIRCam)、近赤外線分光器(NIRSpec)、中赤外線機器(MIRI)、精密誘導センサ/近赤外線イメージャおよびスリットレスなど、観測所の4つの科学機器に電力を供給します。 分光器(FGS-NRISS)。

Nordtは、「すべてのデプロイが完了したら、コミッショニングの次のステップは個人的に最も期待されるステップです。NIRCamをオンにして、18個のプライマリミラーセグメントを整列させる細心のプロセスを開始することです」と述べました。

ミラーを微調整するこのプロセスを開始するために、「ミラーの背面にある126個の非常に精密なアクチュエータが各ミラーを特定の処方に合わせて配置し、微妙に曲げたり曲げたりします。このプロセスには数ヶ月かかります」 言う。 NIRCamは検出できます。 Nordtは、入ってくる光の歪みを非常に正確に分析し、このデータを使用して個々のミラーセグメントを制御するチームが「従って曲率を変換、回転、変更することができます」と述べました。 このソートプロセスが終了すると、18個の個々のセグメントが単一の基本ミラーとして機能します。 Nordtは、「想像できるように、NIRCamの測定値が正確に合わなければ、これはすべて機能します」と説明しました。

これらの初期光学検査と望遠鏡の位置合わせ 2〜4ヶ月。 5ヶ月と6ヶ月には、最終校正と試運転プロセスの完了が含まれます。 Webbはキャリブレーションを支援するために代表的なターゲットの観測を行い、初期のデモでは小惑星、彗星、月などの物体を追跡する観測所の能力をテストします。 その後、チームは望遠鏡の能力を示すための予備報告書であるEarly Release Observationsを準備します。 以降のみ これは、公式の科学作戦段階の開始時に完了します。

Webbは少なくとも5年間機能を維持する必要がありますが、少なくとも10年とpの間動作することが期待されています。12.その間、望遠鏡はL2を維持するためにわずかなエンジン爆発を実行する必要がありますが、この調整に必要な燃料は最終的に枯渇し、その後望遠鏡が漂流して効果的に科学段階を終了します。 ミッション。

と一緒に 望遠鏡を修理するための実現可能な方法はなく、問題が発生すると潜在的に10年間の科学的革新がバランスをとります。、よくできます 今回のクリスマスの朝、私たちの席の端に。 今後10年は、Webbとそれを使用する予定の多くの天文学者にとって忙しい10年になります。 しかし、これらすべてが起こるためには、星が完全に整列する必要があるようです。

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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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