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CBS 뉴스를 위해 작성된 이야기와 허가와 함께 사용
제임스 웹 우주 망원경은 5층 선쉐이드와 광학 원소가 완전히 배치되어 있습니다. 신용: NASA
지구에서 30일 간 출국하는 제임스 웹 우주 망원경은 1세대 별과 은하에서 희미한 적외선을 찾아 하늘을 스캔하기에 이상적인 장소인 월요일 100만 마일 떨어진 주차 궤도에 들어갈 것입니다.
그러나 그곳에 도착하고 거대한 선쉐이드, 거울 및 기타 부속물을 성공적으로 배치하는 것은 재미의 절반에 불과했습니다.
과학자와 엔지니어들은 이제 100억 달러 규모의 웹을 작동하는 망원경으로 전환하여 18개의 기본 미러 세그먼트를 정확하게 정렬하여 21.3피트 너비의 단일 미러로 함께 작동해야 합니다.
이번 주 초, 임무 운영 팀은 원격으로 각 세그먼트를 높이기 위해 여러 일 과정을 완료하고, 망원경의 2.4 피트 폭 보조 거울, 전망대의 크리스마스 날 유럽 아리안 5 로켓 꼭대기에 공간에 단단히 그들을 개최 발사 잠금의 반 인치.
이제 완전히 배포된 18개의 세그먼트는 현재 약 1밀리미터 정도 내에 정렬되어 있습니다. 망원경이 날카로운 초점을 얻으려면 여러 액추에이터를 사용하여 인간의 머리카락 너비의 1/10,000 분의 1 이내로 정렬되어 필요한 경우 세그먼트모양을 조정해야 합니다.
NASA의 고다드 우주 비행 센터의 광학 망원경 요소 매니저인 리 페인버그는 "우리의 기본 거울은 세분화되고, 그 세그먼트는 빛의 파장의 일부에 정렬되어야 합니다. "우리는 미크론을 말하는 것이 아니라 파장의 일부를 이야기하고 있습니다. 이것이 웹에 대한 까다로운 일입니다."
정렬되고 그 악기가 보정되면, 웹은 허블보다 100 배 더 강력 할 것이라고 NASA는 말합니다, 너무 빛에 민감하여 달만큼 멀리 범블비의 희미한 열을 감지 할 수 있습니다.
신용: 월요일에 웹은 태양과 지구의 중력이 결합되어 최소한의 연료로 우주선이 제자리에 남아있을 수있는 안정성의 주머니를 형성하기 위해 거의 백만 마일 떨어진 Lagrange Point 2 주변 궤도에 미끄러질 것입니다. 신용: NASA
각 미러 세그먼트는 지구상에서 제조하는 동안 중력의 변형 효과와 공간의 초저온에서 예상되는 수축을 고려하는 처방에 기반을 두었습니다. 그들은 너무 정확하게 생각했다 하나는 미국의 크기까지 날려 경우, 14,000 피트 높이의 록키 산맥은 2 인치 미만의 키가 될 것입니다.
그러나 웹이 오늘 밝은 별을 겨냥했다면, 그 결과는 18 개의 별도 이미지가 될 것입니다 "그리고 그들은 끔찍한 보일 거야, 그들은 매우 흐릿할 거야," Feinberg는 인터뷰에서 말했다, "기본 거울 세그먼트는 아직 정렬되지 않기 때문에."
이는 웹 팀의 다음 주요 장애물로, 각 세그먼트를 작은 단위로 매핑한 다음 기울어지며, 18개의 이미지를 병합하여 정확히 초점을 맞춘 단일 빛의 지점을 형성합니다. 완료하는 데 몇 달이 걸릴 것으로 예상되는 반복적이고 다단계 프로세스입니다.
그러나 첫째, 망원경은 태양과 지구의 중력이 결합되어 우주선이 최소한의 연료 지출로 제자리에 남을 수 있는 안정성의 주머니를 형성하기 위해 지구에서 930,000 마일 떨어진 Lagrange Point 2 주변궤도에 진입해야 합니다.
또한 웹의 테니스 코트 크기의 선쉐이드가 태양, 지구, 달, 심지어 따뜻한 행성 간 먼지로부터 열을 차단하여 망원경의 민감한 적외선 탐지기를 휩쓸 수 있는 최고의 이점을 얻을 수 있는 지점이기도 합니다.
토요일 현재, 거울 세그먼트는 영하 340 화씨 로 냉각했다, 잘 영하 390의 운영 온도로 가는 길에, 또는 절대 영도 보다 약간 40도 미만.
냉각 과정이 계속되는 동안, 4 분 58 초 코스 보정 추진기 발사는 월요일 2 p.m. EST에서 예정되어 라그레인지 포인트 2 주변의 먼 궤도에 넣을 만큼 우주선의 속도를 약간 3.4 mph로 변경합니다.
모든 것이 잘 된다면, 망원경은 남은 작전 수명 동안 6개월 궤도에 남아 있으며, 정기적으로 역 유지 추진기를 발사하여 역에 남습니다.
궤도 삽입이 뒤에 타면 엔지니어들은 웹의 이미 복잡한 배치에서 가장 복잡한 측면 중 하나인 미러 정렬을 진행합니다.
각 4.3피트 너비의 육각형 기본 미러 세그먼트는 뒤쪽의 "헥사포드" 배열에 6개의 기계액액을 특징으로 하며, 6방향으로 움직일 수 있습니다. 일곱 번째 액추에이터는 세그먼트의 중심을 밀거나 당기면 필요한 경우 곡률을 약간 왜곡할 수 있습니다.
Webb의 기본 미러는 날카로운 초점을 달성하기 위해 인간의 머리카락 너비의 극히 일부에 정렬되어야하는 18 개의 육각형 금 코팅 beryllium 세그먼트로 구성됩니다. 이 사진은 망원경의 보조 거울이 비행을 위해 접혀 발사 전 준비 중에 거울을 보여줍니다. 신용: NASA
웹의 근적외선 카메라 또는 NIRCam이 작동 온도까지 냉각된 후 웹은 밝은 별을 목표로 하여 계측기가 18개 세그먼트의 반사를 매핑하여 상대크기와 위치를 보여주는 모자이크를 생성합니다.
그런 다음 미러 세그먼트는 한 번에 하나씩 조정되고, 하나의 액추에이터를 사용하여 각 액추에이터를 적절히 조준합니다. 추가 모자이크는 프로세스가 계속되고 결과에 따라 정렬 공정을 반복해야 할 수 있습니다.
"중요한 것은 이미지가 거의 같은 크기로 표시되도록 비슷한 방식으로 가리키는 18 개의 기본 미러 세그먼트를 얻는 것입니다. "그들 중 일부는 매우 defocused 될 수 있습니다 그래서 당신은 큰 자리를 얻을 수 있습니다 (흐리게 별 이미지) 세그먼트 에 5 세그먼트에 작은 자리 3."
목표는 분산 된 이미지의 크기를 최소화하고 망원경의 광학 축의 중심에서 동일한 지점으로 여러 반사를 이동하는 데 필요한 세그먼트를 기울인 다음, 그들 모두는 급격하게 초점을 맞춘 빛의 단일 빔을 생성하기 위해 서로 위에 쌓여.
"최상위 수준에서 18개의 망원경이 거의 같은 수준에 일치한다고 생각합니다." 파인버그가 말했다. "그리고 우리는 서로의 상단에 18 자리를 겹칠 것입니다. 우리는 그 이미지 스태킹이라고 부릅니다. 이미지가 서로 위에 떨어지수 있도록 기본 미러 세그먼트를 기울이는 프로세스입니다."
핵심은 "서로 겹치기 위해서는 18개의 스팟이 필요하기 때문에 액추에이터, 매우 정밀한 기울기를 매우 잘 제어해야 합니다."
주어진 세그먼트는 영향을 주지 않는 6개의 틸트 액추에이터 중 하나를 잃을 수 있습니다. 센터 액추에이터의 손실조차도 세그먼트를 약간 위 또는 아래로 이동하여 어느 정도 보상할 수 있습니다.
그러나 지상에서의 철저한 테스트는 첨단 액추에이터가 매우 신뢰할 수 있음을 보여주었습니다. 절차는 망원경의 하위 규모 모델을 사용하여 발사하기 전에 테스트되었고 Feinberg는 정렬 프로세스가 계획대로 작동 할 것이라고 확신한다고 말했다.
"단계적(제대로 쌓이고 집중된) 별의 이미지가 언제 있을까요? 3월 말, 어쩌면 3월 말에 언젠가 있을 것 같아요."
"하지만 다음 질문은 4개의 악기모두에 최적화된 보조 거울을 포함하여 망원경이 언제 완전히 정렬될 것인가하는 것입니다. 원래 계획은 우리가 선교 사업에 4 개월 을 달성했다. 그래서 4 월 말과 같을 것입니다."
그것은 여전히 과학 관찰이 시작되기에 충분하지 않습니다.
광학 시스템이 정렬되면 팀은 NIRCam, 조합 카메라 및 분광, 망원경의 다른 세 가지 분광 기구를 테스트하고 보정하는 데 초점을 맞출 것이며, 그 중 하나는 웹을 대상에 고정시키는 데 필요한 미세 한 안내 센서를 포함합니다.
이 프로세스를 완료하는 데 두 달 정도 걸릴 것입니다. 그런 다음에야 "첫 번째 빛"이미지가 대중에게 공개됩니다.
고다드의 웹 운영 프로젝트 과학자인 제인 릭비(Jane Rigby)는 "우리는 세계가 보는 첫 번째 이미지, 인류가 보는 100억 달러 규모의 망원경에 대한 정의를 실현하고, 이봐, 별이 아니라는 것을 확인하고 싶다"고 말했다.
"그래서 우리는 이 망원경이 할 수 있는 것을 선보이기 위해 고안된 정상적인 과학 작업을 시작할 때 시운전이 끝날 때 공개될 일련의 '와우' 이미지를 계획하고 있습니다... 그리고 정말 모든 사람의 양말을 노크합니다."
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