7か月前、技術者らはジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が地球から100万マイル離れたところへ展開する前に、テニスコートほどの大きさの日よけを最後に収納した。
彼らはスープからナッツまでの展開を3回リハーサルした。初めて開けたとき、ケーブルが間違った場所に来ていました。 2 回目は、ケーブルを整列させるために使用した接着剤の一部が機械的な詰まりを引き起こしました。 NASAの天文台試運転マネージャーのキース・パリッシュ氏によると、技術者らが誤った汚れを除去した後、3回目の試みは問題なく成功したという。
「程度の差はある」と同氏はマッシャブルとのインタビューで述べ、初期の障害はどれも完全な失敗ではなかったと強調した。 「私たちにとって重要なのは、最後に展開したときに何の問題もなかったということです。」
天文学者は予想クリスマスに打ち上げられた天文台NASA、欧州宇宙機関、カナダ宇宙機関の共同プログラムであるこのプログラムは、数え切れないほどの発見につながるでしょう。赤外線技術は、遠くの星や他の世界の大気を隠していたガスと塵のカーテンを引き戻すでしょう。また、数十億光年離れた銀河からの光も明らかになります。空間の膨張により、それらの光波は赤外線にまで広がります。
しかし、ウェッブ氏がそれを行う前に、探査機は月を通り過ぎて太陽の周りの軌道に達し、その後70×47フィートの日よけを開けて機器を光と熱から保護する必要がある。この展開は、ミッションに必要な多くの構成のうちの 1 つですが、最も複雑であると広く考えられています。このタスクは火曜日から完了するまでに 5 日間かかります。
欧州宇宙機関の科学部長ギュンター・ハシンガー氏は、その過程を蝶が蛹を突破して金色の羽をほどくようなものだと説明した。単に危険だと言う人もいます。
NASAの主要業界パートナーであるノースロップ・グラマン社の車両エンジニアリング担当ディレクター、ジム・フリン氏は、この種のものとしては初めての動きがいくつか計画されており、100億ドルの望遠鏡がかかっているため、乗組員はバックアップを組み込んで、それが確実に機能するように緊急時対応計画を準備していると述べた。プロジェクト上で。
「このシステムは、何か納得できない点が見つかった場合に、配備のどこでも停止して、テレメトリのようなものを確認できるように設計されています」とフリン氏は機器の測定値について言及し、「次に進む前に」と述べました。 」
エンジニアと技術者は、ノースロップ・グラマンでジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の 5 層日よけシステムの本格的な展開と張力調整を完了しました。 クレジット: Chris Gunn/NASA
サンシールドの役割は、強力な望遠鏡を太陽から守ることです。そのため、機器は非常に冷たくなり、太陽に面している面よりも華氏 600 度低くなります。これがなければ、太陽、月、地球、およびデバイスから発せられる熱によってカメラが「盲目」になる可能性があります。ウェッブは、熱を発する不可視光の一種である赤外線を検出します。つまり、宇宙の彼方からの微弱な熱信号を受信するには、そのセンサーが非常に低温である必要があるということです。
最初のステップは、日よけ材が入っている 2 つの大きなパレットを開梱することです。飛行機の座席の後ろにあるトレイテーブルのように、ひっくり返ります。パレットが平らになると、コマンドによって望遠鏡が運用サポートの拠点である宇宙船から遠ざけられ、日よけを広げるための隙間が生じ、ホットエンドとコールドエンドが分離された状態に保たれます。
次に、発射の衝撃と衝撃の間に、5層のシールドを固定していた107本のピンが外れました。扇子のように折り畳まれた材料の入れ子の層を押さえます。ピンは約 5 個のグループに分けて解放され、削除には数時間かかります。
マッシュ可能な光の速度
素材が解放されると、2 つのブームがそれを展開する繊細なプロセスを開始します。それぞれのブームは複数の延長チューブで構成されており、片側ずつスライドして外れます。動くと素材のプリーツが引っ張られます。
設計上の最大の課題の 1 つは、重力によって下に押し下げられることなく、環境内で緩い層が渦巻くのを防ぐ方法を見つけることであった、とパリッシュ氏は述べました。チームのエンジニアは、ブームが折り目を広げるまで折り目を一緒に保つための磁石とストラップのシステムを発明しました。
材料がすべて配置されると、ケーブルと滑車が装備されたスプレッダー バーがマストの帆のように、一度に 1 隅ずつ材料を持ち上げます。この最後のステップでは、すべてのサンシールド層を可能な限りしっかりと引き伸ばします。
何か問題が発生した場合、NASAは軌道上で救助部隊を派遣することができません。その代わりに、エンジニアは耐久性の高い部品を使用し、バックアップ システムを組み込むことでシステムの信頼性を高めようとしました。ただし、デザインのすべての要素を複製できるわけではありません。たとえば、ピンを制御するための 2 つの異なる電気的方法がありますが、2 セットのピンはありません。
そこでエンジニアは、サンシールドが引っかかった場合に備えて、押したり引いたり、シミー、回転、火と氷などの追加の展開機能を組み込みました。これらは、宇宙船の道具箱の中の「道具」の愛称です。
詰まった机の引き出しで作業する場合と同様に、地上作業員はデバイスをより強く押したり引いたりして、くっついている状態を解除しようとする可能性があります。または、引き出しを軽く揺すって、中に詰まったゴミを取り除くことを想像してください。乗組員はロケットを異なる順序で発射することで、低レベルの振動「シミー」を引き起こすこともできた。
一部のパーツを外側に飛ばしたい場合は、「回転」が機能する可能性があります。チームは天文台全体を回転木馬のように回転させる方法を持っています。また、頑固な瓶の蓋に熱湯をかけるなど、加熱したり冷却したりして物事をほぐすこともできました。
NASAは、サンシールドを開くのにこうしたギミックは必要ないと考えている。同局によると、技術者らはウェッブに他の無人ミッションよりも多くのテストを実施したが、その機能は予期せぬ事態に備えて備えられているという。
「クルクル回ったり、シミーしたり、そんなことをしていたら、最悪の一日を過ごすことになる」とパリッシュ氏は語った。
カリフォルニア州レドンドビーチでは、約20～25人のエンジニアがサンシールドやその他のウェッブ部品の実物大モデルを携えてノースロップ・グラマン社に待機する。フリン氏は、これらのモデルは問題の診断に役立つ可能性があると述べた。結局のところ、本物のボンネットの下を観察するために宇宙飛行士を派遣することはできません。
ノースロップ・グラマンの技術者は、2020 年秋の環境試験に向けてジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の日よけを準備しています。 クレジット: ノースロップ・グラマン
フリンさんは、サンシールドは何ヶ月も保管されていたにもかかわらず、最後に開けてから長い時間が経っていてもストレスを感じていないと語った。むしろ、過剰に処理されていないため、人為的ミスが発生しやすくなっているということを知ることで、彼は自信を得ることができます。
パリッシュが心配しているのは、彼らが梱包するために費やした骨の折れる努力が、それを無傷で残したかどうかである。それはパラシュートのようなものだと彼は言います。最後に折りたたんだときと同じくらい良くなります。
配備が始まると、パリッシュは迷信的な儀式には参加しません。彼も息を止めるつもりはありません。それには 5 日は長すぎます。
しかし、彼はいくつかの祈りをささやくかもしれません。
「これに取り組んだ私たちのほとんどは、家族であり、友人であり、その長い年月の中で何人かを失いました」と彼は語った。 「私たちは天を見てこう言います。『ねえ、ちょっと手を貸してくれませんか？』」
次に、望遠鏡の鏡が開くシーケンスに移ります。