ОТЕ Следопыт
( OTE Pathfinder от Optical Telescope Element Pathfinder ), или Pathfinder космического телескопа Джеймса Уэбба , представляет собой демонстратор технологий и испытательный образец для космического телескопа Джеймса Уэбба . [1] Это нелетная копия реальной объединительной платы, но она включает только центральную часть, а не два «крыла» по бокам, которые расширяются и имеют дополнительные сегменты на реальном JWST. [2] Он использовался для различных испытаний и имел несколько различных конфигураций, но некоторые из основных испытаний включали в себя практику установки зеркальных сегментов с нелетным оборудованием, а также тепловые испытания. [3] [4] Pathfinder также прошел испытания в сочетании с летным оборудованием, включая систему кормовой оптики. [5] Одной из целей и целей использования Pathfinder является снижение рисков для программы JWST. [6] Pathfinder позволяет практиковать процедуры интеграции и тестирования, а также снижать риски. [7] [8] С помощью Pathfinder можно было проверить синхронизацию двух зеркал вместе, а также провести испытания кормовой оптической системы. [9] OTE Pathfinder был частью плана интеграции и тестирования JWST и, в частности, поддерживал элемент оптического телескопа (главное зеркало, объединительную плату и т. д.). [10]
Путеводитель OTE использует два дополнительных зеркальных сегмента и дополнительное вторичное зеркало и объединяет различные конструкции, позволяющие тестировать различные аспекты секции, включая наземное вспомогательное оборудование. [1] Это поддерживает дальнейшее использование GSE в самом JWST и позволяет протестировать зеркальную интеграцию. [1] OTE Pathfinder имеет 12, а не 18 ячеек по сравнению с полным телескопом, но он включает в себя проверку структуры объединительной платы. [11] Путеводитель позволил потренироваться в установке зеркальных сегментов с нелетным зеркалом и нелетной объединительной платой. [2] Установка зеркала — задача, требующая практики из-за требуемой высокой точности. [4]
Объединительная плата Pathfinder была завершена в 2011 году. [12] Для OTE Pathfinder запланировано три испытания: оптическое наземное оборудование 1 (OGSE1), оптическое наземное вспомогательное оборудование 2 (OGSE2) и тепловой Pathfinder. [13]
Pathfinder использовался с анализатором изображения луча (BIA), а еще одним важным сопутствующим устройством является узел пластины источника AOS (ASPA). [13] ASPA предоставляет инфракрасные источники для проведения оптических испытаний. [13]
Калифорния
[ редактировать ]Объединительная плата летной копии была собрана в Редондо-Бич, Калифорния НАСА , на предприятии подрядчика Northrop Grumman. [14] Объединительная плата полета имеет два крыла и центральную часть, а у следопыта - только центральную часть. [15] Объединительная плата была перевезена через всю страну (см. Континентальную часть США ) на транспортном самолете C-5 Galaxy на объединенную базу Эндрюс и в GSC по дороге. [15] Этот раздел входит в состав космического телескопа-транспортера для воздушного транспорта и моря (STTARS), который был разработан для этого проекта. [16] Это облегчает транспортировку изделий по стране для различных испытаний или сборки для проекта JWST. [16]
Объединительная плата изготовлена из композитного графита , титана и инвара . [17] Инвар представляет собой железо-никелевый сплав с низким коэффициентом теплового расширения (КТР или α), что означает, что он не меняет существенно размеров при изменении температуры. [18] Одной из важных особенностей объединительной платы является то, что она термически стабильна при низких температурах, поскольку на ней удерживается главное зеркало, оно должно изменять размер менее одной десятитысячной человеческого волоса (32 нм) при температуре −240 °C. (-400 ° F). [17] Еще одним испытанием конструкции объединительной платы была статья «Испытание структуры объединительной платы», которая составляла одну шестую часть полной объединительной платы. [17]
Мэриленд (Центр космических полетов Годдарда)
[ редактировать ]
В 2014 году следопыт перевезли из Калифорнии в Мэриленд. [4] В Мэриленде его использовали для отработки установки зеркал в Центре космических полетов Годдарда . [19] [4] Он прибыл в GSC в Мэриленде в июле 2014 года. [20] На Pathfinder были установлены зеркальные сегменты, что позволило отработать процедуру. [21]
В Центре космических полетов Годдарда на следопыте были установлены два запасных сегмента главного зеркала и запасное вторичное зеркало. [21] Полное главное зеркало космического телескопа Джеймса Уэбба состоит из 18 сегментов (главных). [22] Считалось, что в качестве покрытия используется серебро, однако золото в качестве покрытия более долговечно, чем серебро , хотя оно используется для отражения света с длиной волны до 400 нм; JWST в основном предназначен для длины волны от 800 до 29 000 нм. [22]
После установки зеркал Pathfinder весил около 1400 кг (3000 фунтов). [23]
Техас (Космический центр Джонсона)
[ редактировать ]После работы, проделанной в Мэриленде в Годдарде, следопыт был доставлен в Космический центр Джонсона в Техасе для испытаний в холодных условиях. [4] Pathfinder был доставлен в АО к началу февраля 2015 года. [5] В рамках подготовки к его прибытию в 2014 году в криогенной испытательной камере Космического центра Джонсона было установлено оптическое наземное вспомогательное оборудование. [6] Оборудование наземного обеспечения было испытано в ходе ОГСЕ-1 в камере А АО, после чего в ОГСЕ-2 были установлены и испытаны кормовая оптическая подсистема и анализатор луча. [24] Первое испытание было завершено к июню 2015 года, а второе – к ноябрю 2015 года. [25] Третий крупный тест, который включает в себя еще больше модификаций Pathfinder, называется Thermal Pathfinder. [25] Во время оптических испытаний зеркала приходилось «фазировать» или выравнивать на расстояние меньше длины волны света, в тысячи раз меньше толщины человеческого волоса при температуре в сотни градусов ниже нуля. [26]
Практика делает совершенным. Поскольку мы впервые будем тестировать самый большой в мире криогенный телескоп в самой большой в мире криогенной испытательной камере, нам нужен опыт использования нашего испытательного оборудования, чтобы мы могли сосредоточиться на характеристиках телескопа.
— Научный сотрудник проекта обсерватории телескопа Уэбба [25]
К концу октября 2015 года был завершен второй этап тестирования с помощью JWST. [27] Система кормовой оптики была испытана вместе с Pathfinder и была доставлена на испытания в мае 2015 года. [5] Система кормовой оптики является частью оптического элемента летного телескопа.
В 2016 году Pathfinder использовался для тепловых испытаний Pathfinder в Космическом центре Джонсона в Техасе. [3] В то время у него было два запасных летных бериллиевых зеркала (одно с золотым напылением) и десять нелетных алюминиевых испытательных сегментов с золотым напылением, выполнявших функцию тепловых имитаторов. [3] В 2016 году Pathfinder прошел термические и вакуумные испытания, которые настоящий JWST планировалось также пройти в 2017 году. [28] Испытательная камера изначально была построена для тестирования оборудования программы Apollo , но была отремонтирована для испытаний в программе JWST. [28] Термическое испытание будет проводиться с использованием аналогичного оборудования на временной шкале охлаждения, что позволяет изучить тепловой поток. [29] Главное зеркало летного JWST рассчитано на охлаждение до 55 К (-218 ° C; -361 ° F) во время работы, и тепловые испытания следопыта подтверждают эту цель. [29] Для проведения тепловых испытаний пришлось модифицировать следопыт, включая тепловые имитаторы вместо зеркал, а также изоляцию. [29] Также имеется симулятор геометрии кормовой оптической подсистемы и симулятор отсека электроники ISIM. [29] Тепловое испытание также демонстрирует тепловой симулятор космического корабля (SVTS) и поглотители краевого излучения в дальнем космосе (DSERS). [29]
Компоненты
[ редактировать ]
В качестве тестового изделия точная конфигурация несколько менялась в ходе различных испытаний.
Компоненты включали: [19]
- Тестовая версия объединительной платы (полноразмерная инженерная модель) [30]
- Два запасных сегмента бериллиевого зеркала.
- Запасное вторичное зеркало
- Десять позолоченным покрытием с из алюминия сегментов термосимулятора [3]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с Фейнберг, Ли Д.; Кески-Куха, Ритва; Аткинсон, Чарли; Бут, Эндрю; Уитмен, Тони (2014). «Состояние и планы Pathfinder космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), оптического телескопа (OTE)» . В Ошманне, Якобус М; Клэмпин, Марк; Фацио, Джованни Дж; МакИвен, Ховард А. (ред.). Космические телескопы и приборы 2014: оптические, инфракрасные и миллиметровые волны . Том. 9143. стр. 91430E. дои : 10.1117/12.2054782 . S2CID 121581750 . Проверено 5 декабря 2016 г.
- ^ Перейти обратно: а б Дженнер, Линн (12 августа 2014 г.). «Путь объединительной платы космического телескопа Джеймса Уэбба «Следопыт» к НАСА» . НАСА . Проверено 6 февраля 2017 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д Лофф, Сара (29 сентября 2016 г.). «Испытание космического телескопа Джеймса Уэбба Pathfinder» . НАСА . Проверено 27 января 2017 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д и Дженнер, Линн (12 августа 2014 г.). «Путь объединительной платы космического телескопа Джеймса Уэбба «Следопыт» к НАСА» . НАСА . Проверено 27 января 2017 г.
- ^ Перейти обратно: а б с «Последние достижения JWST/НАСА» . НАСА . Проверено 6 февраля 2017 г.
- ^ Перейти обратно: а б Мэтьюз, Гэри В.; Скорс, Томас Р.; Спина, Джон А.; Ноэль, Дарин М.; Хэви, Кейт А.; Юге, Джесси А.; Уитмен, Тони Л.; Уэллс, Конрад; Уокер, Чанда Б. (1 августа 2015 г.). Фенле, Оливер В; Уильямсон, Рэй; Ким, Дэ Ук (ред.). Программа криоиспытаний по снижению риска для телескопа JWST Pathfinder . Оптическое производство и тестирование XI. Том. 9575. с. 957505. Бибкод : 2015SPIE.9575E..05M . дои : 10.1117/12.2188793 . hdl : 2060/20150018095 . ISSN 0277-786X . S2CID 117482013 .
- ^ Следопыт элемента оптического телескопа
- ^ Фейнберг, Ли Д.; Кески-Куха, Ритва; Аткинсон, Чарли; Текстер, Скотт К. (11 августа 2010 г.). «Использование элемента оптического телескопа Pathfinder для снижения риска космического телескопа Джеймса Уэбба» . В Ошманне-младшем, Якобусе М.; Клэмпин, Марк С; МакИвен, Ховард А. (ред.). Космические телескопы и приборы 2010: оптические, инфракрасные и миллиметровые волны . Том. 7731. ШПИОН. стр. 1347–1355. дои : 10.1117/12.855800 . hdl : 2060/20100024388 . S2CID 120930911 – через www.spiedigitallibrary.org.
- ^ Статус обсерватории космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST)
- ↑ Фил Сабельхаус: Статус проекта JWST для CAA, 20 мая 2006 г.
- ^ SatMagazine, февраль 2012 г.: Нерассказанная история космического телескопа Джеймса Уэбба НАСА.
- ^ «НАСА - Космический телескоп НАСА Джеймса Уэбба: год достижений и успеха» . НАСА . Проверено 6 февраля 2017 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) Элемент оптического телескопа (OTE) Статус и планы Pathfinder
- ^ Дженнер, Линн (12 августа 2014 г.). «Путь объединительной платы космического телескопа Джеймса Уэбба «Следопыт» к НАСА» . НАСА .
- ^ Перейти обратно: а б Дженнер, Линн (12 августа 2014 г.). «Путь объединительной платы космического телескопа Джеймса Уэбба «Следопыт» к НАСА» . НАСА . Проверено 8 февраля 2017 г.
- ^ Перейти обратно: а б Маккиннон, Мика. «Этот специальный транспортный контейнер для деталей телескопа просто фантастический» . Гизмодо . Проверено 8 февраля 2017 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Администратор НАСА (7 июня 2013 г.). «Настоящий «позвоночник» космического телескопа Джеймса Уэбба сейчас строится» . НАСА .
- ^ Дэвис, Джозеф Р. (2001). Легирование: понимание основ . АСМ Интернешнл. стр. 587–589 . ISBN 0-87170-744-6 .
- ^ Перейти обратно: а б «Космический телескоп Джеймса Уэбба» . НАСА . Проверено 27 января 2017 г.
- ^ Лофф, Сара (27 февраля 2015 г.). «Объединительная плата космического телескопа Джеймса Уэбба «Следопыт» в чистой комнате» . НАСА . Проверено 27 января 2017 г.
- ^ Перейти обратно: а б Лофф, Сара (27 февраля 2015 г.). «Объединительная плата космического телескопа Джеймса Уэбба «Следопыт» в чистой комнате» . НАСА .
- ^ Перейти обратно: а б Кески-Куха, Ритва А.; Бауэрс, Чарльз В.; Кихада, Мануэль А.; Хини, Джеймс Б.; Галлахер, Бенджамин; Маккей, Эндрю; Стивенсон, Ян (3 июля 2012 г.). Клэмпин, Марк С; Фацио, Джованни Дж; МакИвен, Ховард А; Ошманн, Якобус М. (ред.). «Зеркальные покрытия элементов оптического телескопа космического телескопа Джеймса Уэбба» (PDF) . Космические телескопы и приборостроение 2012: Оптика . Космические телескопы и приборы 2012: оптические, инфракрасные и миллиметровые волны. 8442 : 84422Дж. Бибкод : 2012SPIE.8442E..2JK . дои : 10.1117/12.925470 . hdl : 2060/20120013496 . S2CID 121231936 – через ntrs.nasa.gov.
- ^ «Как НАСА готовит преемника космического телескопа Хаббл» . Новости АВС .
- ^ Фейнберг, Ли Д.; Кески-Куха, Ритва; Аткинсон, Чарли; Бут, Эндрю; Уитмен, Тони (2 августа 2014 г.). «Состояние и планы Pathfinder космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), оптического телескопа (OTE)» . В Ошманне, Якобус М; Клэмпин, Марк; Фацио, Джованни Дж; МакИвен, Ховард А. (ред.). Космические телескопы и приборы 2014: оптические, инфракрасные и миллиметровые волны . Том. 9143. стр. 91430E. дои : 10.1117/12.2054782 . S2CID 121581750 .
- ^ Перейти обратно: а б с Дженнер, Линн (30 ноября 2015 г.). «Уэбб НАСА успешно завершил второй сверххолодный оптический тест» . НАСА .
- ^ Дженнер, Линн (15 октября 2015 г.). «Телескоп «Патфайндер» Уэбба успешно провел испытания сверххолодной оптики» . НАСА . Проверено 8 февраля 2017 г.
- ^ «Последние достижения JWST/НАСА» . НАСА . Проверено 27 января 2017 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Подготовка JWST к запуску» . Космическая газета . Проверено 27 января 2017 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д и Разработка теплового следопыта космического телескопа Джеймса Уэбба, Международная конференция по экологическим системам
- ^ «Космический телескоп НАСА Джеймса Уэбба: год достижений и успеха» . НАСА . Проверено 27 января 2017 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- Использование элемента оптического телескопа Pathfinder для снижения риска космического телескопа Джеймса Уэбба
- Разработка теплового следопыта космического телескопа Джеймса Уэбба
- Успешное завершение криогенных испытаний JWST OGSE2 на АО «Камера-А» при решении многочисленных проблем
| Инструменты и датчики |   | |
|---|---|---|
| Элементы | ||
| Этапы |
| |
| Изображения |
| |
| Открытия |
| |
| Учреждения | ||
| Связанный | ||
