Инженер-оптик компании Ball Aerospace Ларкин Кэри (Larkin Carey) в лежачем положении отражается во вторичном зеркале телескопа им. Джеймса Уэбба во время съёмки визирной оси оборудования, которое задействовано в важнейшем испытании оптики телескопа
В марте 2016 года инженеры НАСА успешно завершили монтаж вторичного зеркала на телескопе Джеймса Уэбба. Основное зеркало телескопа — собирающая поверхность вогнутой параболической формы — состоит из 18 фрагментов, которые отражают свет на вторичное зеркало выпуклой гиперболической формы. В свою очередь, вторичное зеркало направляет собранный свет через центр основного зеркала на научные инструменты позади его.
Для точной фокусировки крепежам главного зеркала нельзя смещаться более чем на 38 нанометров. Это очень точная система, в которой все крепления должны быть идеально выверены. После монтажа вторичного зеркала телескоп уже более года проходит испытания в криогенной камере, где проверяют надёжность и правильную работу всех его систем в условиях, приближенным к реальным (симуляция космоса). В октябре 2017 года пришло время для важнейшего теста всей оптической системы телескопа целиком: основного, вторичного и третичного зеркал в связке с научным оборудованием.
Оптическая система «Джеймса Вебба» схематично изображена на анимации внизу. Там показано, что собранный вторичным зеркалом свет проходит через центр основного зеркала на научные инструменты. В центре основного зеркала установлена оптическая подсистема Aft Optics Subsystem (AOS) с третичным зеркалом и зеркалом тонкой регулировки (fine-steering mirror), которое выполняет оптическую стабилизацию и точно фокусирует свет на сенсоры научного оборудования. Третичное зеркало также служит для устранения оптических искажений, которые присущи всем оптическим телескопам.
Поверх оптической подсистемы AOS установлено вспомогательное оборудование ASPA (AOS Source Plate Assembly), которое со стороны выглядит как чёрный «носовой конус», выступающий из центра основного зеркала. Именно в нём находятся третичное зеркало и зеркало тонкой регулировки. Это монтажное оборудование требуется для предварительной настройки оптической системы AOS, а перед запуском на орбиту ASPA снимут с телескопа.
Во время испытаний система ASPA играла роль «искусственных звёзд», то есть генерировала лазерные импульсы на разных длинах волны.
В первой части испытаний ASPA направляла лазер непосредственно в оптику AOS, откуда через третичное зеркало и зеркало тонкой регулировки свет попадал на научные инструменты. Эта часть испытаний проверяла работоспособность непосредственно системы AOS и взаимодействие оптики с научным оборудованием. Очень важно, что тест подтвердил правильную установку третичного зеркала, поскольку оно закреплено жёстко и неподвижно, так что его положение не регулируется.
Во второй части испытаний лазерные лучи из ASPA проходят более длинный путь. Сначала они направляются во вторичное зеркало, от него отражаются на основное зеркало, затем собираются на вторичном и уже оттуда попадают в систему AOS, следуя далее по прежнему маршруту. Этот полный тест задействует все оптические системы целиком. Он проверяет не только выравнивание основного зеркала, но полностью проверяет работоспособность «Джеймса Уэбба» как единой конструкции. Поскольку телескоп сам генерирует лучи и сам регистрирует их отражение от всех своих зеркал, то такой тест можно считать в каком-то смысле автопортретом или, как сейчас модно говорить, «селфи» или «себяшкой».
Оба испытания подтвердили, что сейчас зеркала корректно выровнены друг относительно друга — и их можно будет также выровнять в космосе.
Криогенная камера для испытаний «Джеймса Уэбба»
Перед прохождением последнего теста инженер-оптик компании Ball Aerospace Ларкин Кэри (Larkin Carey) помог выкатился в центр основного зеркала на выдвижной доске и сфотографировал отражение основного зеркала во вторичном. НАСА уверяет, что во время процедуры были строго соблюдены все протоколы безопасности по работе над зеркалом. Всё было совершенно стерильно. На основное зеркало из бериллия с золотой плёнкой вроде не попала ни одна посторонняя частица, а нанометровая доводка крепежей сохранилась неизменной.
Инженер подключает оптические кабели к ASPA, размещаясь лёжа на выдвижной доске над основным зеркалом
Протоколы безопасности по работе над зеркалом необходимы, потому что при подключении ASPA такие работы неизбежно пришлось бы проводить: инженеры установили и вручную подключили над основным зеркалом более 100 оптических кабелей.
Инженер подключает оптические кабели к ASPA, размещаясь лёжа на выдвижной доске над основным зеркалом
По окончании криогенного тестирования оптику и научные инструменты телескопа «Джемс Уэбб» перевезут на предприятие компании Northrop Grumman в Калифорнии, где его интегрируют с элементами космического корабля — солнцезащитным козырьком и шиной. Все элементы в сборе и станут орбитальной космической обсерваторией им. Джеймса Уэбба. После окончательной сборки всю конструкцию опять пропустят через серию тестов и симуляций запуска.
Запуск телескопа «Джемс Уэбб» запланирован на весну 2019 года. Этот научный инструмент будет самой мощной космической обсерваторией: в течение ближайшего десятилетия он станет своеобразными «глазами» человечества в космосе.
Комментарии (31)
DrZlodberg
20.10.2017 15:12Только по фото с человеком стало понятно, на сколько же он здоровый! А как его выводить будут? Он умеет складываться?
zookko
20.10.2017 15:16Человеки никак не привыкнут, что господь ниспослал им Гугл Всеведающий:
James Webb Space Telescope Launch and Deployment
DrZlodberg
20.10.2017 15:22Угу. А всемогущее начальство ютуб прикрыло. :( Но всё равно спасибо. Доберусь до дома — посмотрю.
zookko
20.10.2017 19:42Интересно, «снимок» чего сделают в первую очередь? Это же должно быть что-то символическое, что-то знаковое.
Zenitchik
20.10.2017 19:45Какую-нибудь известную вдоль и поперёк звезду — ради проверки оборудования.
Ezhyg
20.10.2017 20:32Давайте гадать!
Троицу: Земля, телескоп Хаббла и МКС :)
kazaand
20.10.2017 21:07Я думаю, Земля слишком близка для нормального фото, а Хаббл и МКС, скорее всего, на других орбитах. Наверное будут фотографировать какую-нибудь туманность/галактику. Первые снимки Хаббла с неоткорректированной оптикой были сниками галактики.
Ezhyg
20.10.2017 21:28Он в точке Лагранжа L2 будет же, как раз в тени, да и смотреть совсем в другую сторону (я подал пример плохой гадалки) :).
alff31
21.10.2017 16:48Для этого телескопа МКС, Хаббл и Земля — по сути один и тот же объект, тк он будет находиться в точке Лангранда в 1 500 000 км от земли (МКС всего в 300 километрах)
a5b
21.10.2017 21:03Если считаем что James Webb находится в точке L2 (Sun-Earth), то тогда Луна находится в точке "Земля". Расстояния до точки L2 у JWST будет в диапазоне 250-832 тыс. км:
https://jwst.nasa.gov/orbit.html "And JWST will orbit around L2, not sit stationary precisely at L2.… it is actually similar in size to the Moon's orbit around the Earth! This orbit (which takes JWST about 6 months to complete once) keeps the telescope out of the shadows of both the Earth and Moon."
https://jwst-docs.stsci.edu/display/JTI/JWST+Orbit The distance of JWST from the L2 point varies between 250,000 to 832,000 km, as shown in Figure 1.… The L2 orbit has an orbit period of 6 months. https://jwst-docs.stsci.edu/download/attachments/20430602/JWSTorbit.jpg
black_semargl
21.10.2017 17:20Не то чтобы близка — телескоп только поперёк направления на неё снимать может, из-за термощита.
george_vernin
20.10.2017 22:24Думаю какой нибудь хорошо известный объект…
Типа Андромеды или скопления Пуля…
Чтоб проверить насколько хорошо работает все
GreenGoblin
21.10.2017 06:14+1Объясните бестолковому, в чем изюминка этого телескопа? Да, здоровое зеркало, но работает в ик -> разрешение будет такое же, как у хаббла. Весь ажиотаж только из-за другого диапазона? Так их таких разных порядочно в космосе болтается. По поводу Гершеля, Чандры или Радиоастрона не было такого…
voyager-1
21.10.2017 15:36Весь ажиотаж только из-за другого диапазона? Так их таких разных порядочно в космосе болтается. По поводу Гершеля, Чандры или Радиоастрона не было такого…
Фишка «Джеймса Уэбба» не в разрешении, а в собирающей площади и более коротковолновом диапазоне, который позволяет заглянуть в самые далёкие области, которые мы вообще можем наблюдать (Хаббл не видит их из-за красного смещения). Большое разрешение это конечно хорошо, но для целей прямого поиска экзопланет 6,5 м Уэбба для этого мало — по оценкам надо 10-12 м. Так что спектральный анализ атмосфер экзопланет отложили до следующего поколения телескопов (с наземными кстати таже ситуация).
kumo
22.10.2017 11:41Его первичной задачей является изучение процессов Вселенной вскоре после Большого взрыва (в пределах 0.5-1 млрд лет от бабаха), а из-за смещения все эти процессы сейчас видны в инфраскрасном спектре (и далее все идет к микроволновому по мере дальнейшего путешествия к началу начал). Текущие телескопы такого типа слабоваты для выполнения этой задачи из-за низкой разрешающей способности, поэтому и потребовалось столь большое зеркало. Разрешение как в Хаббле, когда мы заглядываем в очень далекое прошлое Вселенной — это мегакруто, Хаббл для таких задач малопригоден.
Wfladimir
22.10.2017 11:41Это великолепно!
6 метров, в тени у Луны и инфракрасный диапазон, прошибающий дорогу-путь оптический сквозь пыль и газ галактические!
Дай Бог, чтоб американцы и кто там ещё с ними разрабатывал эту штуку, расчитали верно. Вибрации от двигателей ракеты нешуточные при полёте будут.
К 19-му, так к 19-му году будет всё готово. Подождём. Лишь бы всё получилось.
Наверняка в этой конструкции есть свои слабые места.
Потом уже не переделаешь в космосе, так как ремонт там будет сопоставим, по цене, с новым таким же проектом, поэтому передел безполезен априори.bobcatt
22.10.2017 13:15+1На его штатной позиции в точке L2 ремонт невозможен в принципе при текущем развитии пилотируемых полётов.
kether
Небольшая опечатка, но комментарий не об этом.
Всегда очень интересно, почему они так уверены, если на фото по крайней мере глаза с ресницами и бровями ничем не закрыты? Ресница, микрочастица кожи, капля пота или испарения в конце концов вполне могут попасть, не говоря уж о частицах.
С удовольствием почитал бы статью на тему того, как достигается такая стерильность, и какие именно протоколы безопасности задействованы. Может есть кто просвещённый и может рассказать или написать статью на эту тему, было бы интересно.
Andrey_Kerman
Мне тоже вот интересно. И ладно человек с ресничками. Они же собираются телескоп перевозить в другое место! По моему опыту даже холодильник без царапины перевезти — дело гиблое!
artyums
Стретч-пленка Вам в помощь :) Несколько слоев и холодильник перевозится в целости и сохранности :)
Nizaraza
Уже подправили:)
С моего уровня просвещения (есть опыт работы в чистых комнатах) могу сказать, что под стерильностью подразумевается наличие различных частиц в воздухе, уменьшают их за счет специальной вентиляции (классы чистых комнат делятся по ISO 1-9, по количеству частиц на метр кубический). И тут вы правы, в чистых комнатах высшего класса нужно полностью закрывать лицо (пластиковыми очками), все возможные щели заклеиваются скотчем.
Может там над зеркалом какая-то продувка работает чтоб ничего не попало…
Bobr_beta
Предполагаю, что отдельные частицы кожи, ресниц не так уж и важны. Важна точность фокусировки всех зеркал. Частицы не важны из за: 1) микрочастицы в космосе поцарапают его намного больше. 2) телескоп не в видимом спектре будет снимать, но насколько кожей (волосами) проходят ИР, не знаю.
vadim031995
Может инженер соскребал всю старую кожу и удалил плохо держащиеся ресницы с бровями, как главный герой фильма Гаттака?