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    Autorretrato do Telescópio Espacial James Webb da NASAs marca teste crítico

    O engenheiro óptico da Ball Aerospace Larkin Carey é refletido no espelho secundário do Telescópio Espacial James Webb, enquanto ele fotografa a linha de visão do hardware usado durante um importante teste da ótica do telescópio. Crédito:Ball Aerospace

    O que parece ser uma oportunidade única de selfie foi na verdade uma foto crítica para o teste criogênico do James Webb Space Telescope da NASA na Câmara A no Johnson Space Center da NASA em Houston. A foto foi usada para verificar a linha de visão (ou a luz do caminho percorrerá) para a configuração de teste.

    Durante os extensos testes criogênicos de Webb, os engenheiros verificaram o alinhamento de todas as ópticas do telescópio e demonstraram que os segmentos individuais do espelho primário podem ser alinhados adequadamente entre si e com o resto do sistema. Tudo isso ocorreu em condições de teste que simularam o ambiente espacial onde Webb irá operar, e onde coletará dados de porções nunca antes observadas do universo. Verificar a ótica como um sistema é uma etapa muito importante para garantir que o telescópio funcione corretamente no espaço.

    O teste real da ótica envolveu um equipamento de suporte chamado ASPA, uma sigla aninhada que significa "AOS Source Plate Assembly". O ASPA é uma peça de hardware que fica no topo do Aft Optics Subsystem (AOS) da Webb, que é reconhecível como um "cone de nariz" preto que se projeta do centro do espelho principal de Webb. O AOS contém os espelhos terciários e de direção fina do telescópio. O ASPA é um hardware de teste de solo, e será removido do telescópio antes de ser lançado ao espaço.

    A luz de objetos no espaço é capturada e refletida pelo espelho primário de um telescópio como Webb. O espelho primário ligeiramente curvo (parabólico côncavo) reflete um feixe de luz mais focalizado para o espelho secundário redondo. O espelho secundário é curvo para fora (hiperbólico convexo), e ele reflete um feixe de luz ainda mais focalizado para baixo, através do centro do espelho primário. No caso de Webb, o subsistema óptico traseiro (AOS) está no centro do espelho primário. Ele contém os espelhos terciários e de direção fina, que focalizam e direcionam a luz para os instrumentos científicos. O espelho terciário também serve para minimizar as aberrações ópticas comuns em telescópios refletores. Crédito:NASA, ESA, e G. Bacon (STScI)

    Durante o teste, o ASPA alimentou luz laser de vários comprimentos de onda infravermelha para dentro e para fora do telescópio, agindo assim como uma fonte de estrelas artificiais. Na primeira parte do teste óptico, chamado de teste de "meia passagem", o ASPA alimentava luz laser diretamente no AOS, onde foi direcionado pelos espelhos terciários e direcionadores para os instrumentos científicos de Webb, que ficam em um compartimento diretamente atrás do espelho primário gigante. Este teste permite que os engenheiros façam medições da ótica dentro do AOS, e como a ótica interagia com os instrumentos científicos. Criticamente, o teste verificou o espelho terciário, que é imóvel, foi alinhado corretamente aos instrumentos.

    Em outra parte do teste, chamado de teste "passa e meio", a luz viajou em um caminho reverso através da ótica do telescópio. A luz foi novamente alimentada no sistema a partir do ASPA, mas para cima, para o espelho secundário. O espelho secundário então refletiu a luz para o espelho primário, que o enviou de volta para o topo da Câmara A. Os espelhos no topo da câmara enviaram a luz de volta para baixo novamente, onde seguiu seu caminho normal através do telescópio para os instrumentos. Isso verificou não apenas o alinhamento do espelho primário em si, mas também o alinhamento de todo o telescópio - o espelho primário, espelho secundário, e os espelhos terciários e de direção fina dentro do AOS.

    Tomados em conjunto, os testes de meia passagem e passagem e meia demonstraram que todas as ópticas do telescópio estão devidamente alinhadas e que podem ser alinhadas novamente após serem implantadas no espaço.

    Close-up do engenheiro ótico da Ball Aerospace Larkin Carey conectando fibra ótica ao AOS Source Plate Assembly (ASPA) acima do espelho primário do Telescópio Espacial James Webb, enquanto amarrado a um "trampolim". Todas as ferramentas também foram amarradas, e todos os protocolos de segurança para trabalhar sobre o espelho foram seguidos de perto. Crédito:Ball Aerospace

    A foto, capturado pelo engenheiro óptico da Ball Aerospace Larkin Carey depois que as conexões finais de fibra óptica entre o ASPA e a fonte de laser fora da câmara foram feitas, verificou a linha de visão para a parte de aprovação e meia do teste. A imagem foi comparada com uma coletada quando o telescópio estava frio dentro da câmara, para garantir que quaisquer obscurecimentos observados fossem devidos ao hardware ASPA e não estariam presentes durante a coleta de dados científicos em órbita.

    Na fotografia, Carey é atrelado a um "trampolim" sobre o espelho principal. Todas as ferramentas (incluindo a câmera) foram conectadas, e todos os protocolos de segurança para trabalhar sobre o espelho foram seguidos de perto. Carey olhou para cima e tirou a foto do espelho secundário para verificar a linha de visão do ASPA. O espelho secundário está refletindo ele, assim como o AOS, o ASPA, e o espelho principal abaixo.

    "Equipamentos intrincados são necessários para testar um instrumento tão complexo como o telescópio Webb. O ASPA nos permitiu testar diretamente os principais alinhamentos para garantir que o telescópio está funcionando como esperamos, mas sua localização significava que tínhamos que ter uma pessoa instalando mais de 100 cabos de fibra óptica manualmente sobre o espelho primário, "disse Allison Barto, Gerente do programa de telescópio Webb na Ball Aerospace. "Esta tarefa desafiadora, que Larkin ensaiou muitas vezes para garantir que pudesse ser executado com segurança, também ofereceu a oportunidade de verificar os alinhamentos tirando esta 'selfie' antes de entrar no teste. "

    Larkin Carey, engenheiro óptico da Ball Aerospace, é mostrado conectando fibra óptica ao AOS Source Plate Assembly (ASPA) acima do espelho primário do Telescópio Espacial James Webb, enquanto amarrado a um "trampolim". Todas as ferramentas também foram amarradas, e todos os protocolos de segurança para trabalhar sobre o espelho foram seguidos de perto. Crédito:NASA / Desiree Stover

    Após a conclusão do teste criogênico na Johnson, Os instrumentos científicos e óticos combinados de Webb até Northrop Grumman em Redondo Beach, Califórnia, onde eles serão integrados com o elemento da nave espacial, que é a combinação de proteção solar e ônibus espacial. Juntos, as peças formam o observatório completo do Telescópio Espacial James Webb. Uma vez totalmente integrado, todo o observatório passará por mais testes durante o que é chamado de "teste de nível de observatório". Este teste é a última exposição a um ambiente de lançamento simulado antes dos testes de voo e implantação em todo o observatório.

    Espera-se que Webb seja lançado de Kourou, Guiana Francesa, na primavera de 2019.


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