Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 23.10.2017

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Выравнивание сегментов главного зеркала телескопа Джеймса Уэбба с помощью света

shortstoryf

Инженеры в Космическом центре имени Джонсона в Хьюстоне использовали световые волны для того, чтобы выровнять сегменты главного зеркала космического телескопа имени Джеймса Уэбба. Это необходимо для того, чтобы совместно сегменты создали и действовали как одно монолитное зеркало. Все эти испытания проводятся в криогенной камере НАСА Chamber A.

Эти работы проводятся в рамках продолжающихся криогенных испытаний телескопа «Уэбб». В них входит выравнивание или фазировка 18-ти шестиугольных сегментов главного зеркала телескопа. В конечном итоге будет получено единственное 6.5-метровое зеркало. А чтобы достичь такой точности все сегменты должны быть правильно позиционировать и иметь нужную кривизну, иначе телескоп попросту не сможет сфокусироваться на астрономических целях.

Выравнивание зеркал

Сегмент главного зеркала

Состав сегмента главного зеркала. На изображении сверху вниз показаны: управляющие приводы , крепление силового привода, гексапод — система управления за положением сегмента зеркала, вычислительное устройство — компонент, передающий сигналы на аппаратуру сегмента о необходимых корректировках его положения. Источник: Ball Aerospace

Чтобы измерить форму главного зеркала этого телескопа, инженеры используют специальное испытательное устройство, называемое интерферометром, который светит лазером на зеркало. Поскольку оно сегментировано, то для проведения этих испытаний требуется наличие специального прибора, известного как многоволновый интерферометр, который позволяет инженерам использовать сразу две световые волны.

Интерферометр разделяет лазерный свет на две разные волны. Одна из этих волн проходит через линзу и отражается от главного зеркала, а другая волна действует как вспомогательная. Отражённая волна встречается с вспомогательной, и инженеры затем анализируют комбинированную волну, которая является результирующей после такой интерференции. Именно анализируя интерференционный сигнал инженеры определяют форму зеркала и их выравнивание от теоретической поверхности.

Если инженерам потребуется скорректировать позицию и форму сегментов зеркал, чтобы достигнуть более точного выравнивания, они используют семь приводов или крошечных механических двигателей, прикреплённых к задней части каждого сегмента зеркала. Шесть приводов объединены в три группы по два и установлены на одинаковых друг от друга расстояниях, что корректировать позицию сегмента. Оставшийся привод с помощью шести распорок связан с каждым из углов шестиугольного сегмента, чтобы скорректировать его форму.

Эти двигатели на каждом сегменте зеркала способны производить очень крошечные движения, которые позволяют инженерам выравнивать основное зеркало, точно корректируя каждый сегмент зеркала. Они могут перемещаться на шаг, сопоставимый с долей длины волны света, или на одну десятитысячную диаметра человеческого волоса.

Джеймс Уэбб

Рисунок художника, на котором показан свет, отражающийся от главного и вторичного зеркал космического телескопа после того, как он был развёрнут в рабочее положение в космосе. Источник: NASA/Mike McClare

Эти приводы могут также использоваться, чтобы точно изменять форму каждого сегмента зеркала, чтобы гарантировать, что они все друг с другом стыкуются после выравнивания. Возможность изменить выравнивание и форму зеркала критически важна, потому что зеркало должно быть развёрнуто на орбите из сложенного положения. Для проверки этого будут проведены специальные испытания, которые подтвердят, что привода обладают достаточным диапазоном движения, как только они окажутся в космосе при рабочей температуре в минус 233 градуса Цельсия.

Тестирование выровненных зеркал

После того, как зеркала будут выровнены инженерами, потребуется проверка оптики телескопа «Уэбб» с помощью вспомогательного оборудования под названием ASPA (AOS Source Plate Assembly). ASPA — часть испытательных аппаратных средств, которые установлены на имитаторе оптической системы AOS. Эти имитаторы будут передавать свет лазера в и из телескопа, действуя как источник искусственного звёздного света. AOS содержит третичное и зеркала тонкой подстройки.

Во время этой фазы оптических испытаний ASPA подаёт свет лазера прямо в AOS, где он направляется третичным и другими зеркалами к четырём научным инструментам телескопа, которые находятся в отсеке непосредственно за главным зеркалом. Этот тест позволяет инженерам сделать измерения оптики в AOS, чтобы проверить, что третичное зеркало, которое является неподвижным, правильно выровнено относительно инструментов.

Во время второй части этих испытаний, свет перемещается в обратную сторону через оптику телескопа. Свет опять попадает в систему через ASPA, но на этот раз вверх, вторичному зеркалу. Вторичное зеркало отражает свет вниз к главному зеркалу, которое передаёт его обратно вверх испытательной камеры Chamber A. Зеркала наверху комнаты передают свет обратно вниз в телескоп, где он проходит свой нормальный путь через телескоп к инструментам, но на этот раз обходя испытательное оборудование ASPA.

«Эти испытания проверяют не только выравнивание самого главного зеркала, но также и выравнивание телескопа в целом — главного зеркала, вторичного зеркала, третичного зеркала и зеркал тонкой подстройки в AOS. Если проводить эти испытания совместно, то они продемонстрируют, что все узлы выровнены относительно друг друга». — Пол Гайтнер, заместитель руководителя проекта телескопа имени Джеймса Уэбба».

Поскольку ASPA является аппаратным средством именно наземных испытаний, этот блок будет удалён из телескопа, как только завершатся криогенные испытания. Криогенная вакуумная камера Chamber A моделирует холодную космическую среду, в которой телескопу придётся работать. Ожидается, что он сможет собрать данные о никогда не исследованной до сих пор части вселенной.

По информации НАСА.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google