መሐንዲሶች ከእንግሊዝ ከወጡ በኋላ በናሳ ጎድዳርድ የጠፈር በረራ ማዕከል የጄምስ ዌብ የጠፈር ቴሌስኮፕ መካከለኛ-ኢንፍራሬድ መሳሪያ "ተቀባይነት" አግኝተዋል።
የጄፒኤል የበረራ ቴክኒሻኖች ጆኒ ሜሌንዴዝ (በስተቀኝ) እና ጆ ሞራ MIRI ክሪዮኩለርን ከመላክዎ በፊት በካሊፎርኒያ ሬዶንዶ ቢች ወደሚገኘው ኖርዝሮፕ ግሩማን ይመረምሩታል። እዚያም ማቀዝቀዣው ከዌብ ቴሌስኮፕ አካል ጋር ተያይዟል።
ይህ የMIRI መሳሪያ ክፍል፣ በሩዘርፎርድ፣ ዩኬ በሚገኘው አፕልተን ላቦራቶሪ ውስጥ የሚታየው፣ የኢንፍራሬድ መመርመሪያዎችን ይዟል። ክሪዮኮለር ከፍ ባለ የሙቀት መጠን ስለሚሠራ ከመመርመሪያው ርቆ ይገኛል። ቀዝቃዛ ሂሊየም የያዘ ቱቦ ሁለቱን ክፍሎች ያገናኛል።
MIRI (በስተግራ) በሬዶንዶ ቢች በሚገኘው ኖርዝሮፕ ግሩማን በሚገኘው ሚዛን ጨረር ላይ ተቀምጧል፤ መሐንዲሶችም ከላይ ክሬን ተጠቅመው ከተቀናጀ የሳይንሳዊ መሳሪያ ሞዱል (ISIM) ጋር ለማያያዝ ሲዘጋጁ። ISIM የዌብ እምብርት ሲሆን ቴሌስኮፑን የሚያስቀምጡት አራት የሳይንስ መሳሪያዎች ናቸው።
የMIRI መሳሪያ - በክትትል ጣቢያው ላይ ካሉት አራት የሳይንስ መሳሪያዎች አንዱ - ከመሥራቱ በፊት፣ ቁስ አካል ሊደርስበት ወደሚችለው በጣም ቀዝቃዛ የሙቀት መጠን ማቀዝቀዝ አለበት።
የናሳው የጄምስ ዌብ የጠፈር ቴሌስኮፕ ታህሳስ 24 ላይ እንዲጀመር የታቀደ ሲሆን በታሪክ ውስጥ ትልቁ የጠፈር ምልከታ ማዕከል ሲሆን እኩል የሆነ ከባድ ሥራ አለው፤ ይህም ከአጽናፈ ዓለሙ ሩቅ ማዕዘኖች የኢንፍራሬድ ብርሃንን መሰብሰብ ሲሆን ሳይንቲስቶች የአጽናፈ ዓለሙን አወቃቀር እና አመጣጥ ማለትም አጽናፈ ዓለማችን እና በውስጡ ያለንን ቦታ እንዲመረምሩ ያስችላቸዋል።
ብዙ የኮስሚክ ነገሮች - ከዋክብትንና ፕላኔቶችን፣ እንዲሁም የሚፈጠሩበትን ጋዝና አቧራ ጨምሮ - የኢንፍራሬድ ብርሃን ያመነጫሉ፣ አንዳንዴም የሙቀት ጨረር ይባላል። ነገር ግን እንደ ቶስተር፣ ሰዎች እና ኤሌክትሮኒክስ ያሉ አብዛኛዎቹ ሌሎች ሞቅ ያሉ ነገሮችም እንዲሁ። ይህ ማለት የዌብ አራት የኢንፍራሬድ መሳሪያዎች የራሳቸውን የኢንፍራሬድ ብርሃን መለየት ይችላሉ ማለት ነው። እነዚህን ልቀቶች ለመቀነስ መሳሪያው በጣም ቀዝቃዛ መሆን አለበት - ወደ 40 ኬልቪን ወይም ሲቀነስ 388 ዲግሪ ፋራናይት (ሲቀነስ 233 ዲግሪ ሴልሺየስ)። ነገር ግን በአግባቡ ለመስራት፣ በመካከለኛው ኢንፍራሬድ መሳሪያ ወይም MIRI ውስጥ ያሉት መመርመሪያዎች የበለጠ ቀዝቃዛ መሆን አለባቸው፡ ከ7 ኬልቪን (ሲቀነስ 448 ዲግሪ ፋራናይት ወይም ሲቀነስ 266 ዲግሪ ሴልሺየስ)።
ይህ ከፍፁም ዜሮ (0 ኬልቪን) ጥቂት ዲግሪዎች በላይ ነው - በንድፈ ሀሳብ በጣም ቀዝቃዛው የሙቀት መጠን ነው፣ ምንም እንኳን የሙቀት አለመኖርን ሙሉ በሙሉ ስለሚወክል በአካል ሊደረስበት የማይችል ቢሆንም። (ይሁን እንጂ፣ MIRI በጠፈር ውስጥ የሚሰራ በጣም ቀዝቃዛው የምስል መሳሪያ አይደለም።)
የሙቀት መጠን በመሠረቱ አቶሞች ምን ያህል በፍጥነት እንደሚንቀሳቀሱ የሚለካ መለኪያ ነው፣ እና የራሳቸውን የኢንፍራሬድ ብርሃን ከማግኘት በተጨማሪ፣ የዌብቢ መመርመሪያዎች በራሳቸው የሙቀት ንዝረት ሊቀሰቀሱ ይችላሉ።MIRI ብርሃንን ከሌሎቹ ሶስት መሳሪያዎች በአነስተኛ የኃይል ክልል ውስጥ ይለያል። በዚህም ምክንያት፣ መመርመሪያዎቹ ለሙቀት ንዝረቶች የበለጠ ስሜታዊ ናቸው። እነዚህ የማይፈለጉ ምልክቶች የሥነ ፈለክ ተመራማሪዎች “ጫጫታ” ብለው የሚጠሩት ናቸው፣ እና ዌብ ለመለየት የሚሞክረውን ደካማ ምልክቶችን ሊያሸንፉ ይችላሉ።
ዌብ ከተጀመረ በኋላ MIRI እና ሌሎች መሳሪያዎችን ከፀሐይ ሙቀት የሚከላከል የቴኒስ ሜዳ መጠን ያለው ቪሰር ያሰማራል፣ ይህም በተዘዋዋሪ እንዲቀዘቅዙ ያስችላቸዋል። የMIRI ክሪዮኮለር ከተተኮረ በኋላ ከ77 ቀናት በኋላ የመሳሪያውን መመርመሪያዎች የሙቀት መጠን ከ7 ኬልቪን በታች ለመቀነስ 19 ቀናት ይወስዳል።
“በምድር ላይ ያለውን የሙቀት መጠን ለማቀዝቀዝ በአንጻራዊነት ቀላል ነው፣ ብዙውን ጊዜ ለሳይንሳዊ ወይም ለኢንዱስትሪ አፕሊኬሽኖች” ብለዋል በደቡባዊ ካሊፎርኒያ በሚገኘው የናሳ የጄት ፕሮፐልሽን ላቦራቶሪ የክሪዮኮለር ባለሙያ የሆኑት ኮንስታንቲን ፔናነን። ለናሳ የMIRI መሳሪያን የሚያስተዳድረው “ነገር ግን በምድር ላይ የተመሰረቱ ስርዓቶች በጣም ግዙፍ እና ኃይል ቆጣቢ አይደሉም። ለጠፈር ምልከታ፣ በአካል የታመቀ፣ ኃይል ቆጣቢ የሆነ ማቀዝቀዣ ያስፈልገናል፣ እና ወጥተን ማስተካከል ስለማንችል በጣም አስተማማኝ መሆን አለበት። ስለዚህ እነዚህ የሚያጋጥሙን ተግዳሮቶች ናቸው። በዚህ ረገድ፣ MIRI ክሪዮኮለርስ በእርግጠኝነት ግንባር ቀደም ናቸው ማለት እችላለሁ።”
የዌብ ሳይንሳዊ ግቦች አንዱ በአጽናፈ ዓለም ውስጥ የተፈጠሩትን የመጀመሪያዎቹን ከዋክብት ባህሪያት ማጥናት ነው። የዌብ አቅራቢያ ያለው የኢንፍራሬድ ካሜራ ወይም የNIRCam መሳሪያ እነዚህን እጅግ በጣም ርቀው የሚገኙ ነገሮችን መለየት ይችላል፣ እና MIRI ሳይንቲስቶች እነዚህ ደካማ የብርሃን ምንጮች በጋላክሲ ዝግመተ ለውጥ በኋላ ላይ የተፈጠሩ የሁለተኛ ትውልድ ከዋክብት ሳይሆን የመጀመሪያ ትውልድ ኮከቦች ስብስቦች መሆናቸውን እንዲያረጋግጡ ይረዳቸዋል።
ከኢንፍራሬድ አቅራቢያ ካሉ መሳሪያዎች ወፍራም የሆኑ የአቧራ ደመናዎችን በመመልከት፣ MIRI የከዋክብትን የትውልድ ቦታ ያሳያል። እንዲሁም በምድር ላይ በተለምዶ የሚገኙትን ሞለኪውሎች - እንደ ውሃ፣ ካርቦን ዳይኦክሳይድ እና ሚቴን ያሉ፣ እንዲሁም እንደ ሲሊኬት ያሉ የድንጋይ ማዕድናት ሞለኪውሎችን - በአቅራቢያው ባሉ ከዋክብት ዙሪያ በሚገኙ ቀዝቃዛ አካባቢዎች ያገኛል፣ ፕላኔቶች ሊፈጠሩ ይችላሉ። በአቅራቢያ ያሉ የኢንፍራሬድ መሳሪያዎች እነዚህን ሞለኪውሎች በሞቃት አካባቢዎች እንደ እንፋሎት በመለየት የተሻሉ ናቸው፣ MIRI ደግሞ እንደ በረዶ ሊያያቸው ይችላል።
“የአሜሪካን እና የአውሮፓን እውቀት በማጣመር፣ MIRIን እንደ ዌብ ኃይል አድርገን አዘጋጅተናል፣ ይህም ከመላው ዓለም የመጡ የሥነ ፈለክ ተመራማሪዎች ከዋክብት፣ ፕላኔቶች እና ጋላክሲዎች እንዴት እንደሚፈጠሩ እና እንደሚያድጉ ትላልቅ ጥያቄዎችን እንዲመልሱ ያስችላቸዋል” ሲሉ የMIRI የሳይንስ ቡድን ተባባሪ መሪ እና የዩኬ አስትሮኖሚካል ቴክኖሎጂ ማዕከል (ዩኬ ATC) የመሳሪያው ዋና መርማሪ ጊሊያን ራይት ተናግረዋል።
MIRI ክሪዮኮለር ከመሳሪያው መመርመሪያዎች ሙቀትን ለማራቅ የሂሊየም ጋዝን ይጠቀማል - ወደ ዘጠኝ የሚጠጉ የፓርቲ ፊኛዎችን ለመሙላት በቂ -። ሁለት የኤሌክትሪክ መጭመቂያዎች ሂሊየምን ወደ መርማሪው ወደሚገኝበት ቦታ በሚዘልቅ ቱቦ ውስጥ ያፈሳሉ። ቱቦው ከመለየያው ጋር በተያያዘ የብረት ብሎክ ውስጥ ያልፋል፤ የቀዘቀዘው ሂሊየም ከብሎክ የሚወጣውን ከመጠን በላይ ሙቀትን ይቀበላል፣ የመርማሪውን የአሠራር ሙቀት ከ7 ኬልቪን በታች ያደርገዋል። የሚሞቀው (ግን አሁንም ቀዝቃዛ) ጋዝ ከዚያም ወደ መጭመቂያው ይመለሳል፣ እዚያም ከመጠን በላይ ሙቀቱን ያስወጣል፣ እና ዑደቱ እንደገና ይጀምራል። በመሰረቱ፣ ስርዓቱ በቤት ውስጥ ማቀዝቀዣዎች እና አየር ማቀዝቀዣዎች ውስጥ ከሚውለው ጋር ተመሳሳይ ነው።
ሂሊየም የሚይዙት ቧንቧዎች ከወርቅ የተለበጠ አይዝጌ ብረት የተሠሩ ሲሆኑ ዲያሜትር ከ2.5 ሚሜ አንድ አስረኛ ያነሰ ነው። በጠፈር መንኮራኩር አውቶቡስ አካባቢ ከሚገኘው መጭመቂያ እስከ 30 ጫማ (10 ሜትር) ድረስ እስከ ምልከታ ጣቢያው የማር ወለላ ዋና መስታወት ጀርባ በሚገኘው የኦፕቲካል ቴሌስኮፕ አባል ድረስ ይዘልቃል። ተዘዋዋሪ የማማ ስብሰባ ወይም DTA የሚባሉት ሃርድዌር ሁለቱን ቦታዎች ያገናኛል። ለማስነሳት ሲታሸጉ፣ DTA እንደ ፒስተን ይጨመቃል፣ ይህም የተከማቸውን ኦብዘርቫቶሪ በሮኬቱ አናት ላይ ባለው መከላከያ ውስጥ ለመትከል ይረዳል። ማማው ወደ ጠፈር ከገባ በኋላ፣ የክፍል ሙቀት የጠፈር መንኮራኩር አውቶቡስ ከቀዝቃዛው የኦፕቲካል ቴሌስኮፕ መሳሪያዎች ለመለየት ይዘልቃል እና የፀሐይ ጥላ እና ቴሌስኮፕ ሙሉ በሙሉ እንዲሰማሩ ያስችላቸዋል።
ይህ አኒሜሽን የጄምስ ዌብ የጠፈር ቴሌስኮፕ ማሰማራትን ከተጀመረ ከጥቂት ሰዓታት እና ቀናት በኋላ ፍጹም አፈፃፀም ያሳያል። የማዕከላዊው ተዘዋዋሪ ግንብ መገጣጠም መስፋፋት በሁለቱ የMIRI ክፍሎች መካከል ያለውን ርቀት ይጨምራል። ከቀዝቃዛ ሂሊየም ጋር በሄሊካል ቱቦዎች የተገናኙ ናቸው።
ነገር ግን የማራዘሚያ ሂደቱ የሂሊየም ቱቦን ከሚሰፋው የማማ ስብሰባ ጋር ማራዘምን ይጠይቃል። ስለዚህ የቱቦው ጠመዝማዛዎች እንደ ስፕሪንግ ናቸው፣ ለዚህም ነው የMIRI መሐንዲሶች ይህንን የቱቦ ክፍል “ስሊንኪ” ብለው የሰየሙት።
“በተለያዩ የኦብዘርቫቶሪ ክልሎችን የሚያካልል ስርዓት ላይ በመስራት ረገድ አንዳንድ ተግዳሮቶች አሉ” ሲሉ የጄፒኤል ኤምአይአርአይ ፕሮግራም ሥራ አስኪያጅ አናሊን ሽናይደር ተናግረዋል። “እነዚህ የተለያዩ ክልሎች በተለያዩ ድርጅቶች ወይም ማዕከላት ይመራሉ፣ ኖርዝሮፕ ግሩማን እና የአሜሪካ የናሳ ጎድዳርድ የጠፈር በረራ ማዕከልን ጨምሮ፣ ከሁሉም ሰው ጋር መነጋገር አለብን። በቴሌስኮፑ ላይ ያንን ለማድረግ የሚያስፈልገው ሌላ ሃርድዌር የለም፣ ስለዚህ ለኤምአይአርአይ ልዩ የሆነ ፈተና ነው። ለኤምአይአርአይ ክሬዮኮለርስ መንገድ ረጅም መስመር እንደነበር ጥርጥር የለውም፣ እና በጠፈር ውስጥ ለማየት ዝግጁ ነን።”
የጄምስ ዌብ የጠፈር ቴሌስኮፕ በ2021 በዓለም ላይ ቀዳሚ የጠፈር ሳይንስ ታዛቢ ሆኖ ይጀመራል። ዌብ የፀሐይ ስርዓታችንን ምስጢሮች ይፈታዋል፣ በሌሎች ከዋክብት ዙሪያ ያሉትን ሩቅ ዓለማት ይመለከታል፣ እንዲሁም የአጽናፈ ዓለማችንን እና የቦታችንን ምስጢራዊ መዋቅሮች እና አመጣጥ ያስሳል። ዌብ በናሳ እና በአጋሮቹ ESA (የአውሮፓ የጠፈር ኤጀንሲ) እና በካናዳ የጠፈር ኤጀንሲ የሚመራ ዓለም አቀፍ ተነሳሽነት ነው።
MIRI የተገነባው በናሳ እና በESA (የአውሮፓ የጠፈር ኤጀንሲ) መካከል በተደረገ የ50-50 ሽርክና ነው። JPL የአሜሪካን ለMIRI የሚያደርገውን ጥረት ይመራል፣ እና የአውሮፓ የሥነ ፈለክ ተቋማት ዓለም አቀፍ ጥምረት ለESA አስተዋጽኦ ያደርጋል። የአሪዞና ዩኒቨርሲቲው ጆርጅ ሪኬ የMIRI የአሜሪካ የሳይንስ ቡድን መሪ ናቸው። ጊሊያን ራይት የMIRI የአውሮፓ የሳይንስ ቡድን ኃላፊ ናቸው።
የኤቲሲ፣ ዩኬ አሊስታር ግላስ የMIRI የመሳሪያ ሳይንቲስት ሲሆኑ ማይክል ሬስለር ደግሞ በጄፒኤል የአሜሪካ የፕሮጀክት ሳይንቲስት ናቸው። የዩኬ ኤቲሲ ላስዝሎ ታማስ የአውሮፓ ህብረትን ይመራሉ። የMIRI ክሪዮኮለር ልማት በጄፒኤል የተመራ እና የተመራው በግሪንቤልት፣ ሜሪላንድ ከሚገኘው የናሳ ጎድዳርድ የጠፈር በረራ ማዕከል እና በሬዶንዶ ቢች፣ ካሊፎርኒያ ከሚገኘው ኖርዝሮፕ ግሩማን ጋር በመተባበር ነው።