Сборка средних инфракрасных глаз телескопа Уэбба

Изображение галактики овальной формы.
Увеличить / Пыль в этой галактике, окрашенная в красный цвет, потребовала разрешения прибора MIRI.

Существует несколько причин, по которым прибор среднего инфракрасного диапазона (MIRI) на борту космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) считается новаторским. Из четырех инструментов JWST только он ведет наблюдения в среднем инфракрасном диапазоне, от 5 до 28 микрон; остальные три — устройства ближнего инфракрасного диапазона с диапазоном длин волн от 0,6 до 5 микрон. Чтобы достичь этих длин волн, MIRI должен был оставаться самым холодным из всех инструментов на JWST, а это означало, что он, по сути, устанавливал требования к системе охлаждения телескопа.

Потрясающие изображения, сделанные MIRI, являются свидетельством замечательных инженерных подвигов, которые были достигнуты путем преодоления огромных трудностей благодаря кропотливой трансатлантической командной работе и координации.

Изготовление МИРИ

«Я помню, как в первые дни мне сказали, что прибор никогда не будет построен. Некоторые люди в НАСА посмотрели на блок-схему нашей структуры управления и сказали, что она никогда не будет работать», — сказал профессор Джордж Рике, возглавляющий научную группу MIRI. вспомнил.

MIRI был построен совместно Лабораторией реактивного движения и европейским консорциумом, включающим несколько учреждений. В то время как управляющее программное обеспечение и электроника детектора были разработаны в JPL в США, основные подсистемы прибора были разработаны в Великобритании, Франции, Германии, Бельгии, Нидерландах, Дании, Швеции, Ирландии, Испании и Швейцарии.

Хотя со временем все встало на свои места, были моменты, когда профессор Джиллиан Райт, главный европейский исследователь MIRI, испытывала некоторую нервозность. Один из них касался возможности сокращения бюджета в США, что повлияет на проект. «Поскольку это было партнерство 50 на 50, от США требовалось предоставить некоторые вещи. Были времена, когда я думала: «Надеюсь, они действительно это сделают», — сказала она.

Райт также сказал, что ограничения, введенные правительством США в отношении международной торговли оружием (ITAR), создали некоторые препятствия, особенно в первые дни. «По определению, космическая техника подпадает под [ITAR]. Нам бы хотелось немного больше узнать о вещах, которые предоставляли США. Но это была борьба из-за ограничений ITAR», — добавила она.

Команда также столкнулась с другими проблемами, связанными с военными применениями, начиная с детекторов изображений MIRI, которые преобразуют средний инфракрасный свет в электрические сигналы. «Мы использовали тип детектора, который был разработан в США для военных целей. К тому времени, когда мы начали разработку MIRI, военные перешли на другие типы. Поэтому он не получил сильной поддержки», — вспоминает Рике.

Он сказал, что команде MIRI пришлось работать с производителем, чтобы восстановить ключевой этап в создании детекторов. «Получить эти детекторы, когда производитель отодвинул их на второй план, было страшно», — сказал он.

Сохраняйте прохладу

Вторая задача заключалась в том, чтобы обеспечить правильную работу детекторов, достигнув температуры 7 кельвинов (266º C ниже точки замерзания). Может показаться, что это не так, но это намного ниже 37 кельвинов (-236º C), достигаемых радиационными охладителями на JWST.

По словам Райта, кулер мог поставить под угрозу проект MIRI. Первоначально команда MIRI разработала контейнер, похожий на термос, наполненный жидким водородом, чтобы прибор оставался прохладным. Однако эта система, способная охлаждать MIRI в течение пяти-десяти лет, весила немало. «Обсерватория превысила свой бюджет массы. Одним из способов сэкономить массу было убрать эту систему и заменить ее активным механизмом охлаждения», — сказал Райт.

Это решение породило другой набор проблем. «Это было значительное изменение, произошедшее позже, после того, как конструкция MIRI была подтверждена. Хотя технология активного охлаждения находилась в разработке для других будущих миссий, до этого она не была разработана для JWST и MIRI. Это был риск, потому что технология разработка началась примерно на пять лет позже, чем остальная часть телескопа», — сказал Райт.

Однако облако неопределенности рассеялось благодаря тому, что Райт назвал «превосходной работой JPL».

Leave a Comment