Il telescopio spaziale James Webb deve essere tenuto molto freddo. Entra nella visiera parasole: NPR

Questo è un rendering artistico del telescopio spaziale James Webb. Il parasole a forma di aquilone è il componente più grande del telescopio.

NASA GSFC / CIL / Adriana Manrique Gutierrez


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Questo è un rendering artistico del telescopio spaziale James Webb. Il parasole a forma di aquilone è il componente più grande del telescopio.

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Il lancio del telescopio spaziale James Webb è programmato Più tardi questa settimana. Quando ciò accadrà, sarà il telescopio spaziale più potente di sempre.

Armati di un telescopio, gli scienziati hanno in programma di guardare indietro nel tempo alla formazione delle prime galassie nell’universo, studiare come si è evoluto il nostro sistema solare, analizzare le atmosfere di pianeti lontani e cercare gas che potrebbero indicare l’abitabilità.

“Sarebbe fantastico e ancora un po’ sorprendente a cui pensare.” Jane Rigby, NASA Project Scientist for Telescope Operations, ha detto a NPR. Ha detto che la luce di queste lontane galassie viaggia sulla Terra da oltre 13 miliardi di anni.

Per fare queste osservazioni, gli strumenti scientifici sul telescopio devono essere mantenuti incredibilmente freschi. Ciò significa che una parte importante del telescopio è l’enorme parasole che lo proteggerà dal calore del sole.

“Il James Webb Sunshield Space Telescope è assolutamente unico”, dice James CooperJames Webb, amministratore dello Space Sunshield Telescope della NASA. “Nessun altro telescopio utilizza questo tipo di scudo per raffreddare le proprie ottiche”.

Uno dei punti chiave del processo di lancio è assicurarsi che l’enorme e complesso equipaggiamento sia aperto correttamente.

Il James Webb Space Telescope è il telescopio più grande e complesso mai inviato nello spazio. Sarebbe anche troppo lontano nello spazio per essere riparato personalmente se ci fossero problemi nel corso della distribuzione di più giorni. La NASA chiama questa volta “29 Days on the Edge”.


Goddard Space Flight Center della NASA
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Per respingere il caldo, costruisci uno scudo delle dimensioni di un campo da tennis

Lo scudo solare è il grosso di questo enorme telescopio, che ha uno specchio primario su di esso 6,25 volte maggiore Dal precedente telescopio Hubble. Quando è completamente aperto, il parasole ha le dimensioni di un campo da tennis.

Una replica imponente è conservata in un’enorme camera bianca in Northrop Grumman Stabilimento nella contea di Los Angeles, California. La società di tecnologia aerospaziale sta collaborando con la NASA al progetto.

Lo scopo della crema solare si può capire anche pensando alla crema solare che si mette in spiaggia. “La protezione solare crea un SPF di quasi un milione”, afferma Bell Oaks, direttore del progetto James Webb Space Telescope, dove annota le caratteristiche della replica.

Progettato per ridurre la quantità di calore estraneo che colpisce gli strumenti scientifici, il parasole è composto da cinque strati, ciascuno più fresco di quello precedente.

Gli strati sono realizzati in un materiale altamente resistente al calore chiamato kapton Rivestito in alluminio, ha uno speciale silicone sui due strati esterni per riflettere il calore del sole nello spazio. Attraverso i cinque strati a forma di aquilone, viene disperso sempre più calore, che si irradia nello spazio negli spazi tra di loro. Lo strato esterno sarà influenzato dal calore proveniente da fonti come il sole e la terra e può raggiungere una temperatura calda di 230 gradi Fahrenheit. In confronto, lo strato più vicino ai dispositivi raggiungerà circa -394 gradi Fahrenheit.

Gli scienziati hanno creato appositamente questi strati nella speranza che la missione continuasse decennio. Il team prevede che nel corso di quegli anni la barriera solare sarà esposta ai detriti nello spazio. Ecco perché ogni strato è una trapunta high-tech. Gli scienziati hanno creato ogni strato fondendo insieme 50 singoli pezzi utilizzando la tecnologia per evitare che piccoli fori o strappi diventino troppo grandi.

Questa tecnologia è chiamata rip stop. “Ad esempio, se uno strato di un piccolo meteorite colpisce, si lacera un po’”, dice Ochs. “Stai per entrare in una posizione fessurata e ti fermerai.”

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Questo livello di durata è impressionante, data la leggerezza di un campione del materiale. Sembra quasi che possa volare con una leggera brezza, una sensazione che è rafforzata dal fatto che sembra un palloncino in mylar argentato del supermercato.

Perché un telescopio deve essere così freddo?

Per capire perché un telescopio ha bisogno di una protezione solare senza precedenti, è importante conoscere il tipo di luce che il telescopio sta catturando e che tipo di strumenti sono necessari per farlo.

Gli scienziati utilizzeranno il telescopio per studiare la luce infrarossa emessa da Pianeti e galassie distanti e la tecnologia a infrarossi deve rimanere assolutamente fredda.

La temperatura dovrebbe essere vicina a zero Assoluto, quando le particelle sostanzialmente smettono di muoversi. Questa temperatura massima è necessaria per il corretto funzionamento degli strumenti scientifici del telescopio e per ridurre il “rumore” di fondo a infrarossi – come il calore del sole – raccolto dai suoi sensori a infrarossi.

Il telescopio cattura la debole luce emessa dalle galassie lontane che si sono formate subito dopo il Big Bang. La luce visibile degli umani è solo una frazione della gamma totale di luce accesa Campo elettromagnetico. Quando la luce proveniente da queste lontane regioni dell’universo si avvicina al telescopio, si trova nella gamma della luce infrarossa e non può più essere vista ad occhio nudo.

Lo spettro elettromagnetico è l’intera gamma di luce. I telescopi spaziali Hubble, Spitzer e Webb della NASA possono rilevare la luce oltre la parte visibile dell’occhio umano.

NASA J. Olmsted [STScI]


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NASA J. Olmsted [STScI]

“Mentre la luce viaggia attraverso l’universo… le onde luminose si allungano e si trasformano in radiazione infrarossa, che è calore”, spiega Ochs. Questo processo è noto come redshift cosmico. Succede continuamente, mentre l’universo in espansione si allunga per la luce.

Postare una crema solare sarebbe terribile

Perché gli strumenti scientifici sul telescopio devono essere mantenuti molto freddi per funzionare, all’incirca 10 miliardi di dollari Il progetto è imperniato sul corretto dispiegamento dello schermo solare dopo il lancio. Ora il telescopio è piegato e riposto in un razzo Guiana francese. Presto, esploderà nello spazio, precipitandosi a circa un milione di miglia dalla Terra, dove esploderà gira intorno al sole. Subito dopo il passaggio della luna – circa tre giorni dopo il lancio – gli scienziati inizieranno a sollevare a distanza il telaio del parasole.

“Diffondere la protezione solare è probabilmente la cosa più difficile da fare”, afferma Ochs. “Questa è la cosa di cui ci preoccupiamo tutti. Tu ti preoccupi di tutti loro, ma probabilmente è quello di cui ci preoccupiamo di più.”

Il processo sarà teso e metodico. laggiù Oltre 100 meccanismi di modifica Solo per la protezione solare. Gli scienziati spenderanno diversi giorni pubblicarlo – che la NASA dice farà parte di un “tempo orribile”. Spero sia la prova che il lento e costante vince davvero E il premio potrebbe sbloccare la storia dell’universo.

Presso lo stabilimento di Northrop Grumman a Redondo Beach, in California, i cinque strati di prova delle alette parasole sono stati esposti e separati.


Northrop Grumman
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Dopo aver passato gli ultimi anni a testare centinaia di misure precauzionali, il compito più importante di Ochs è stato quello di passare giorni sentendosi come se stesse guardando l’erba crescere. “Spero che abbiamo pagato la nostra penitenza per questo sviluppo e che quando andremo in orbita, diventerà noioso”.

Se accadesse il contrario, il telescopio sarebbe troppo lontano per essere riparato di persona. Qualsiasi risoluzione dei problemi per riportare in carreggiata il telescopio spaziale James Webb verrà prima testato sulla replica qui sulla Terra.

Agapeto Vecoli

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