เป็นการเดินทางที่ยาวนาน และกล้องโทรทรรศน์ก็ยังไม่ออกจากโลกด้วยซ้ำ โดย PURBITA SAHA | เผยแพร่เมื่อ 23 ธ.ค. 2564 10:30 น.
ช่องว่างศาสตร์
เทคโนโลยี
กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ บินด้วยกระจกและบังแดดที่คลี่ออกในผลงานของศิลปิน
กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ ควรเป็นอย่างไรเมื่อในที่สุดมันก็คลี่ออกนอกชั้นบรรยากาศของโลก Adriana Manrique Gutierrez/ศูนย์การบินอวกาศ Goddard ของ NASA/CIL
เมื่อสหรัฐอเมริกา ยุโรป และแคนาดาเปิดตัว
แผนสำหรับกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์เป็นครั้งแรกในปี 1997ฟังดูเหมือนเป็นการเสนอจากนักศึกษาวิทยาศาสตร์ที่มีความทะเยอทะยานมากเกินไป การคุมกำเนิดจะต้องส่องกระจกกว้าง 26 ฟุตข้ามระบบสุริยะในขณะที่รักษาความเย็นไว้รอบดวงอาทิตย์ที่มีกัมมันตภาพรังสี แต่ในการสร้างกล้องโทรทรรศน์อวกาศรุ่นต่อไป (ตามที่เรียกกันในขณะนั้น) นักดาราศาสตร์ต้องคิดให้ใหญ่ ฮับเบิลซึ่งเป็นกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่โดดเด่นต้องการผู้สืบทอดและมีคำถามเปิดมากมายเกี่ยวกับบิ๊กแบงและจักรวาลที่กำลังขยายตัว
ยี่สิบสี่ปีต่อมา กล้องโทรทรรศน์เวบบ์ได้ทำลายสถิติจำนวนหนึ่งด้วยการออกแบบ การผลิต และการประกอบ กล้องโทรทรรศน์ที่ใหญ่ที่สุดที่สร้างขึ้นสำหรับอวกาศ? ตรวจสอบ. เครื่องมือที่แพงที่สุดสำหรับการดูดาว? ตรวจสอบ. เกิดความล่าช้าหลายสิบครั้งระหว่างทางไปยังแท่นปล่อยจรวด? เช็ค เช็ค เช็ค.
[ดูเพิ่มเติมที่: กล้องโทรทรรศน์เจมส์ เวบบ์ กำลังจะออกล่าแสงแรกในเร็วๆ นี้ ]
ดังนั้นจึงยุติธรรมที่จะพูด เดิมพันสูงกว่าที่คิด ในขณะที่โลกต่างรอคอยกล้องโทรทรรศน์เพื่อเริ่มต้นภารกิจที่มีมานานนับทศวรรษ ( ขณะนี้กำหนดวันเปิดตัวเป็นเช้าวันคริสต์มาส) ให้ย้อนกลับไปดูสิ่งที่ต้องใช้เพื่อเตรียมพร้อมสำหรับช่วงเวลานี้
กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ วาดด้วยสีเหลืองและนกเป็ดน้ำบนพื้นหลังสีดำ
แนวคิดแรกเริ่มของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ ซึ่งรู้จักกันในชื่อกล้องโทรทรรศน์อวกาศรุ่นต่อไป ได้รับการออกแบบโดยทีมงานที่นำโดยศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ด โดยได้รวมกระจกแบบแบ่งส่วน การออกแบบ “เปิด” และแผงบังแดดขนาดใหญ่ที่ปรับใช้ได้ ในปี พ.ศ. 2539 คณะกรรมการที่มีสมาชิก 18 คนนำโดยอลัน เดรสเลอร์ นักดาราศาสตร์แนะนำอย่างเป็นทางการว่า NASA พัฒนากล้องโทรทรรศน์อวกาศที่จะมองท้องฟ้าด้วยแสงอินฟราเรด ซึ่งเป็นแถบความยาวคลื่นที่ช่วยให้นักดาราศาสตร์สามารถมองทะลุผ่านเมฆฝุ่นและก๊าซ และขยายวิสัยทัศน์ของมนุษยชาติออกไปได้ไกลขึ้น พื้นที่และย้อนเวลากลับไป NASA
โมเดล 3 มิติของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ เทียบกับเส้นขอบฟ้าออสติน เท็กซัส
กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ รุ่นเต็มรูปแบบเปิดตัวครั้งแรกในปี 2556 ที่งานเทศกาล South by Southwest ในเมืองออสติน รัฐเท็กซัส คริส กันน์/นาซ่า
วิศวกรในชุดป้องกันกำลังตรวจสอบกระจกเคลือบทอง 6 เหลี่ยมของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์จำนวน 6 ชิ้นที่ศูนย์ทดสอบของ NASA
สกอตต์ เมอร์เรย์ ช่างเทคนิคด้านการมองเห็นของ Ball Aerospace ตรวจสอบส่วนกระจกเงาปฐมภูมิสีทองชิ้นแรก ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ของ NASA ก่อนการทดสอบด้วยความเย็นที่ศูนย์การบินอวกาศมาร์แชล ในเมืองฮันต์สวิลล์ รัฐแอละแบมา David Higginbotham/NASA/MFSC
ฉนวนสีทองและลวดสีดำหุ้มชิ้นส่วนด้านในของกล้อง
โทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์
สิ่งที่ดูเหมือนแมงมุมสีทองยักษ์ที่สานใยจากสายเคเบิลและสายไฟ แท้จริงแล้วอุปกรณ์สนับสนุนภาคพื้นดิน ซึ่งรวมถึง Optical Telescope Simulator (OSIM) สำหรับกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ งานของ OSIM คือการสร้างลำแสงแบบเดียวกับที่เลนส์กล้องโทรทรรศน์จริงจะป้อนเข้าไปในอุปกรณ์การบินจริง ภาพนี้ถ่ายจากภายในห้องสุญญากาศขนาดใหญ่ที่เรียกว่า Space Environment Simulator (SES) ที่ศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ด ในเมืองกรีนเบลท์ รัฐแมริแลนด์ ผ้าห่มระบายความร้อนสีทองทำมาจากอะลูมิเนียม Kapton ซึ่งเป็นฟิล์มโพลีเมอร์ที่คงความเสถียรไว้ได้ในช่วงอุณหภูมิกว้าง โครงสร้างที่ดูเหมือนลูกบาศก์สีเงินและสีดำที่อยู่ใต้ “แมงมุม” คือชุดแผงเย็นที่ล้อมรอบออปติกของ OSIM คริส กันน์/นาซ่า
วิศวกรสวมชุดป้องกันระเบิดกระจกเงากระจกปฐมภูมิเคลือบทองของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ ด้วยผงสีขาว
วิศวกรของ Exelis Inc. สองคนกำลังฝึก “การทำความสะอาดหิมะ” ในกระจกกล้องโทรทรรศน์ทดสอบสำหรับกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ ที่ศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดของนาซ่า เช่นเดียวกับที่คนขับใช้หิมะในการทำความสะอาดกระจกรถในบางครั้งในฤดูหนาว ด้วยการยิงหิมะคาร์บอนไดออกไซด์ที่พื้นผิว วิศวกรสามารถทำความสะอาดกระจกของกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ได้โดยไม่ทำให้เกิดรอยขีดข่วน เทคนิคนี้ใช้เฉพาะในกรณีที่กระจกของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ ปนเปื้อนระหว่างการรวมและการทดสอบ คริส กันน์/นาซ่า
วิศวกรของ NASA สองคนสวมชุดป้องกันกำลังดูไมโครเซนเซอร์จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ภายใต้แสงสีขาว
วิศวกรของ NASA ตรวจสอบเทคโนโลยีชิ้นใหม่ที่พัฒนาขึ้นสำหรับกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ ซึ่งเป็นอาร์เรย์ไมโครชัตเตอร์ด้วยการทดสอบในที่แสงน้อยที่ศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดของนาซ่า พัฒนาขึ้นที่ Goddard เพื่อให้ Near Infrared Spectrograph ของ Webb สามารถรับสเปกตรัมของวัตถุมากกว่า 100 รายการในจักรวาลได้พร้อมๆ กัน อาร์เรย์ไมโครชัตเตอร์ใช้บานเกล็ดขนาดเล็กหลายพันบานเพื่อจับภาพสเปกตรัมจากวัตถุที่เลือกที่สนใจในอวกาศและปิดกั้นแสงจากแหล่งอื่นๆ ทั้งหมด Laura Baetz / ศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดของ NASA
วิศวกรของ NASA ยืนอยู่ในอุโมงค์โดยถือกระจกเงาหลักหกเหลี่ยมของกล้องโทรทรรศน์เจมส์เวบบ์จำนวน 6 บานในรูปแบบรังผึ้ง
เออร์นี่ ไรท์ วิศวกรของ NASA มองว่ากลุ่มกระจกหลักของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ 6 ส่วนแรกที่พร้อมจะบินได้นั้นถูกเตรียมขึ้นเพื่อเริ่มการทดสอบด้วยความเย็นขั้นสุดท้ายที่ศูนย์การบินอวกาศมาร์แชล นี่แสดงถึงหกส่วนแรกจาก 18 ส่วนที่จะสร้างกระจกเงาหลักของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ ของ NASA สำหรับการสังเกตการณ์อวกาศ David Higginbotham/NASA/MFSC
วิศวกรของ NASA ในชุดอุปกรณ์ป้องกันวางแผงการปนเปื้อนบนชิ้นส่วนกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ในห้องแก๊ส
การปนเปื้อนจากโมเลกุลอินทรีย์อาจเป็นอันตรายต่อเครื่องมือที่ละเอียดอ่อน และวิศวกรกำลังดูแล NASA เป็นพิเศษเพื่อป้องกันไม่ให้มีผลกระทบต่อกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ (และดาวเทียมและเครื่องมือทั้งหมด) นิธิน อับราฮัม วิศวกรเคลือบด้วยความร้อน วางแผงเคลือบโมเลกุลดูดซับหรือแผง “MAC” ในห้องขนาดยักษ์ที่มีการทดสอบกล้องโทรทรรศน์เวบบ์ การปนเปื้อนนี้สามารถเกิดขึ้นได้ผ่านกระบวนการเมื่อสารปล่อยไอหรือกลิ่น สิ่งนี้เรียกว่า “กลิ่นรถใหม่” เป็นตัวอย่างหนึ่ง และไม่ดีต่อสุขภาพผู้คนและเครื่องมือดาวเทียมที่มีความละเอียดอ่อน คริส กันน์/นาซ่า
กระดูกสันหลังโลหะของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์พร้อมกระจกสีทองอันเดียว
ภาพมุมสูงของห้องปลอดเชื้อของ NASA Goddard และแบ็คเพลนทดสอบของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ และกระจกที่วางอยู่ในกล่องสัมภาระ คริส กันน์/นาซ่า
กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ ส่องกระจกเงาบนรถเข็นขนาดยักษ์หน้าห้องสุญญากาศที่ศูนย์อวกาศจอห์นสัน
กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ (James Webb Space Telescope) โผล่ออกมาจากห้อง A ที่ศูนย์อวกาศจอห์นสัน ในเมืองฮูสตัน เมื่อวันที่ 1 ธันวาคม 2017 เครื่องมือวิทยาศาสตร์ที่รวมกันและองค์ประกอบทางแสงของกล้องโทรทรรศน์ได้ออกจากห้องทดสอบสูญญากาศด้วยความร้อนขนาดใหญ่หลังจากทดสอบด้วยความเย็นภายใน 100 วัน นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรของ Johnson ได้ทดสอบ Webb ผ่านชุดการทดสอบต่างๆ ที่ออกแบบมาเพื่อให้แน่ใจว่ากล้องโทรทรรศน์ทำงานได้ตามที่คาดไว้ในสภาพแวดล้อมที่เย็นจัดและไม่มีอากาศถ่ายเทเหมือนกับในอวกาศ คริส กันน์/นาซ่า
กระจกกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์พร้อมที่บังแดดด้านล่าง
เมมเบรนเคลือบโพลีเมอร์ Kapton® ของแผงบังแดดของ Webb ได้รับการติดตั้งอย่างเต็มที่และปรับความตึงในเดือนธันวาคมที่ Northrop Grumman ในเรดอนโดบีช รัฐแคลิฟอร์เนีย Northrop Grumman ออกแบบแผงบังแดดของหอดูดาวสำหรับ NASA ในระหว่างการทดสอบ วิศวกรได้ส่งชุดคำสั่งไปยังฮาร์ดแวร์ของยานอวกาศที่เปิดใช้งานแอคทูเอเตอร์ 139 ตัว มอเตอร์แปดตัว และส่วนประกอบอื่นๆ อีกหลายพันชิ้นเพื่อกางและยืดเมมเบรนทั้งห้าของแผงบังแดดให้อยู่ในสภาพตึงตัวสุดท้าย ส่วนที่ท้าทายของการทดสอบคือการคลี่แผ่นบังแดดออกในสภาพแวดล้อมที่มีแรงโน้มถ่วงของโลก ซึ่งทำให้เกิดการเสียดสี ซึ่งต่างจากวัสดุที่กางออกในอวกาศโดยไม่ได้รับผลกระทบจากแรงโน้มถ่วง สำหรับการเปิดตัว แผงบังแดดจะถูกพับขึ้นรอบๆ ทั้งสองด้านของหอดูดาว และวางไว้ในยานยิงจรวด Ariane 5 ซึ่งจัดทำโดย European Space Agency คริส กันน์/นาซ่า
กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ ระหว่างปั้นจั่นสองตัวในโกดัง
เมื่อไปถึงหลักชัยสำคัญ ช่างเทคนิคและวิศวกรได้เชื่อมต่อกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ทั้งสองครึ่งเป็นครั้งแรกที่โรงงานของนอร์ธรอป กรัมแมน ในเมืองเรดอนโดบีช รัฐแคลิฟอร์เนีย ในการรวม Webb ทั้งสองส่วนเข้าด้วยกัน วิศวกรได้ยกกล้องโทรทรรศน์ขึ้นอย่างระมัดระวัง (ซึ่งรวมถึงกระจกและอุปกรณ์วิทยาศาสตร์) เหนือแผงบังแดดและยานอวกาศที่รวมกันแล้วโดยใช้ปั้นจั่น สมาชิกในทีมค่อยๆ นำกล้องดูดาวเข้าที่ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าจุดสัมผัสหลักทั้งหมดอยู่ในแนวเดียวกันและจัดวางอย่างเหมาะ
