Gli ingegneri che lavorano al telescopio spaziale James Webb della NASA hanno piegato e riempito con successo il parasole nel suo prossimo viaggio di un milione di miglia (circa 1,5 milioni di km), che inizierà entro la fine dell’anno.

L’aletta parasole, una struttura a forma di diamante a cinque strati delle dimensioni di un campo da tennis, è stata specificamente progettata per piegarsi attorno ai lati del telescopio e adattarsi ai confini del veicolo di lancio, l’Ariane 5. Ora che la piegatura è completa a Northrop Grumman a Redondo Beach, in California, il parasole rimarrà con quella forma compatta durante il lancio ei primi giorni dell’osservatorio saranno trascorsi nello spazio.

La visiera parasole è progettata per proteggere l’ottica del telescopio da qualsiasi fonte di calore che potrebbe interferire con la sua visione, ed è uno dei componenti più importanti e complessi di Webb. Poiché Webb è un telescopio a infrarossi, specchi e sensori devono essere tenuti a temperature estremamente basse per rilevare deboli segnali di calore da oggetti distanti nell’universo.

Nello spazio, un lato dello schermo solare rifletterà sempre la luce e il calore di fondo del sole, della terra e della luna. I modelli termici mostrano che la temperatura massima per lo strato esterno è di 383 K, o circa 230 gradi Fahrenheit. Nel frattempo, l’altro lato del parasole sarà sempre rivolto verso una superficie profonda, con lo strato più freddo con una temperatura minima tipica di 36 K, o circa meno 394 gradi Fahrenheit.

Quando è completamente aperto, l’aletta parasole del telescopio misura 21 metri per 14 metri. Quando viene immagazzinato all’interno del missile per il lancio, l’aletta parasole ripiegata sarà racchiusa in un’area molto stretta tra le altre strutture dell’osservatorio per ospitare lo spazio limitato all’interno della copertura del missile che ha un diametro di 18 piedi (5,4 metri).

“Non c’è niente come quello che stiamo cercando di ottenere piegando l’aletta parasole delle dimensioni di un campo da tennis, ma è come mettere in valigia un paracadute”, ha detto Jeff Sheesum, ingegnere progettista capo del parasole presso Northrop Grumman. “Proprio come un paracadutista ha bisogno del suo paracadute adeguatamente imballato per aprirsi completamente e tornare a terra con successo, Webb deve idealmente riporre l’aletta parasole per assicurarsi che si apra perfettamente e mantenga la sua forma, al fine di mantenere con successo il funzionamento richiesto temperatura.”

Il processo di piegatura della protezione solare della durata di un mese è iniziato con i cinque strati più piatti possibile. Nel suo stato diffuso, lo scudo solare assomiglia a una nave d’argento multistrato, quindi le sue superfici naturalmente curve aggiungono un certo grado di complessità al movimento. Quindi, gli strati sono stati sollevati verticalmente e supportati su speciali attrezzature di supporto in modo che potessero essere adeguatamente trattenuti per essere piegati. Quindi un team di tecnici ha piegato con cura ogni strato a zig-zag per creare pile di membrane simili a fisarmoniche su entrambi i lati del telescopio.

Il primo strato di parasole ha uno spessore di due millesimi di pollice (0,005 cm), mentre gli altri quattro strati sono un millesimo di pollice. Per il team, la sfida interna era la precisione nel piegare questi strati sottili. Il processo di piegatura dovrebbe anche tenere conto di componenti come 90 diversi cavi di trazione per schermi solari, che devono essere conservati in un modo specifico per garantire che l’aletta parasole si diffonda senza problemi.

Con il processo di piegatura del parasole completato con successo, il team di ingegneri ha preparato il parasole per il suo complicato dispiegamento nello spazio. Lo schermo solare si aprirà alla fine della prima settimana del telescopio nello spazio dopo il lancio, si espanderà fino alla sua dimensione massima e quindi si separerà e si stringerà ciascuno dei suoi cinque strati. Questo test con procedura di apertura e tensione è stato completato per l’ultima volta sulla Terra nel dicembre 2020.

“Pensaci al contrario; vogliamo che il parasole diffuso raggiunga una forma definita in modo da ottenere le prestazioni di cui abbiamo bisogno. L’intero processo di piegatura è stato progettato pensando a questo. Dobbiamo piegare in modo pulito e con attenzione nello stesso modo ogni volta , per assicurarci di ottenere le prestazioni di cui abbiamo bisogno. “, Ingegnere capo del parasole al Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland:” L’esposizione avviene esattamente come vogliamo “.

Ad esempio, uno degli aspetti più complessi del processo di piegatura riguardava l’allineamento delle pile di membrane. Ciascuno degli strati del parasole contiene centinaia di fori intenzionali, che sono intenzionalmente disposti per evitare la trasmissione di luce e calore agli elementi ottici del telescopio quando il parasole è completamente aperto. Questi fori devono essere allineati durante la piegatura in modo che i tecnici del nastro possano inserire “perni” attraverso i fori in ogni gruppo membrana. I 107 “pin”, o dispositivi di rilascio della membrana, aiuteranno a limitare gli strati al lancio, ma rilasciarli per rivelare lo schermo solare una volta che il telescopio è nello spazio.

“È un processo molto sistematico che utilizziamo per assicurarci che tutto sia allineato correttamente”, ha affermato Mark Roth, responsabile dell’ingegneria meccanica di Northrop Grumman. “Il nostro team ha seguito più sessioni di formazione e abbiamo implementato molte lezioni apprese dalle volte precedenti in cui abbiamo fatto questo processo, culminando nell’ultima piega della crema solare”.

Nei prossimi tre mesi, ingegneri e tecnici finiranno di accumulare scorte e metteranno in sicurezza il parasole imballato. Questo processo includerà l’installazione di dispositivi di rilascio della pellicola, l’equipaggiamento e il fissaggio di tutti i cavi del parasole e le coperture per lo stoccaggio delle pellicole parasole. Comprenderà anche lo stoccaggio delle “braccia” della visiera parasole – i kit del braccio centrale – che estenderanno la visiera parasole orizzontalmente verso l’esterno durante lo spiegamento, così come i due pallet strutturali che tengono in posizione l’aletta parasole.

Inoltre, l’osservatorio sarà sottoposto a un processo di distribuzione del mirror finale prima di essere spedito al sito di lancio nella Guyana francese, in Sud America.