Gipahigayon sa mga inhenyero ang "pagdawat" sa mid-infrared nga instrumento sa James Webb Space Telescope sa Goddard Space Flight Center sa NASA human kini mobiya sa UK.
Gisusi sa mga teknisyan sa paglupad sa JPL nga sila si Johnny Melendez (tuo) ug Joe Mora ang MIRI cryocooler sa dili pa kini ipadala sa Northrop Grumman sa Redondo Beach, California. Didto, ang cooler gilakip sa lawas sa teleskopyo sa Webb.
Kini nga bahin sa instrumento sa MIRI, nga nakita sa Appleton Laboratory sa Rutherford, UK, adunay mga infrared detector. Ang cryocooler nahimutang layo sa detector tungod kay kini naglihok sa mas taas nga temperatura. Usa ka tubo nga nagdala og bugnaw nga helium ang nagkonektar sa duha ka seksyon.
Ang MIRI (wala) naglingkod sa usa ka balance beam sa Northrop Grumman sa Redondo Beach samtang ang mga inhenyero nangandam sa paggamit sa usa ka overhead crane aron ikabit kini sa Integrated Scientific Instrument Module (ISIM). Ang ISIM mao ang kinauyokan sa Webb, ang upat ka instrumento sa siyensya nga nagbalay sa teleskopyo.
Sa dili pa moandar ang instrumento sa MIRI — usa sa upat ka instrumento sa siyensya sa obserbatoryo — kinahanglan una kining pabugnawon ngadto sa halos pinakabugnaw nga temperatura nga maabot sa materya.
Ang James Webb Space Telescope sa NASA, nga gikatakdang ilunsad sa Disyembre 24, mao ang pinakadako nga obserbatoryo sa kawanangan sa kasaysayan, ug kini adunay parehas nga lisud nga buluhaton: pagkolekta sa infrared nga kahayag gikan sa lagyong mga suok sa uniberso, nga magtugot sa mga siyentista sa pagsusi sa istruktura ug gigikanan sa uniberso. Ang atong uniberso ug ang atong lugar niini.
Daghang mga butang sa kosmiko — lakip ang mga bituon ug mga planeta, ug ang gas ug abog diin kini maporma — ang nagpagawas ug infrared nga kahayag, usahay gitawag nga thermal radiation. Apan mao usab ang kadaghanan sa ubang mainit nga mga butang, sama sa mga toaster, tawo, ug electronics. Kana nagpasabut nga ang upat ka infrared nga instrumento sa Webb makamatikod sa ilang kaugalingong infrared nga kahayag. Aron makunhuran kini nga mga emisyon, ang instrumento kinahanglan nga bugnaw kaayo — mga 40 Kelvin, o minus 388 degrees Fahrenheit (minus 233 degrees Celsius). Apan aron molihok sa husto, ang mga detector sa sulod sa mid-infrared nga instrumento, o MIRI, kinahanglan nga mobugnaw: ubos sa 7 Kelvin (minus 448 degrees Fahrenheit, o minus 266 degrees Celsius).
Kana pipila lang ka degrees nga labaw sa absolute zero (0 Kelvin) – ang pinakabugnaw nga temperatura nga posible sa teyorya, bisan kung dili gyud kini maabot sa pisikal tungod kay kini nagrepresentar sa hingpit nga pagkawala sa bisan unsang kainit. (Bisan pa, ang MIRI dili ang pinakabugnaw nga instrumento sa pag-imaging nga naglihok sa kawanangan.)
Ang temperatura sa panguna usa ka sukod kung unsa ka paspas ang paglihok sa mga atomo, ug dugang sa pag-ila sa ilang kaugalingong infrared nga kahayag, ang mga Webb detector mahimong ma-trigger sa ilang kaugalingong thermal vibrations. Ang MIRI nakamatikod sa kahayag sa mas ubos nga energy range kaysa sa ubang tulo ka instrumento. Tungod niini, ang mga detector niini mas sensitibo sa thermal vibrations. Kini nga mga dili gusto nga signal mao ang gitawag sa mga astronomo nga "noise," ug mahimo nilang malupig ang hinay nga mga signal nga gisulayan nga mamatikdan ni Webb.
Human sa paglusad, ang Webb mogamit og visor nga sama kadako sa tennis court nga manalipod sa MIRI ug uban pang mga instrumento gikan sa kainit sa adlaw, nga magtugot kanila nga mobugnaw nga pasibo. Sugod mga 77 ka adlaw human sa paglusad, ang cryocooler sa MIRI mokabat og 19 ka adlaw aron makunhuran ang temperatura sa mga detector sa instrumento ngadto sa ubos sa 7 Kelvin.
“Medyo sayon ​​ra ang pagpabugnaw sa mga butang hangtod sa maong temperatura dinhi sa Yuta, kasagaran para sa siyentipiko o industriyal nga mga aplikasyon,” matod ni Konstantin Penanen, usa ka eksperto sa cryocooler sa Jet Propulsion Laboratory sa NASA sa Southern California, nga nagdumala sa instrumento sa MIRI para sa NASA. “Apan kining mga sistema nga nakabase sa Yuta dako kaayo ug dili episyente sa enerhiya. Para sa usa ka obserbatoryo sa kawanangan, kinahanglan nato ang usa ka cooler nga compact sa pisikal, episyente sa enerhiya, ug kinahanglan kini nga kasaligan kaayo tungod kay dili nato kini maayo. Mao kini ang mga hagit nga atong giatubang, bahin niana, akong masulti nga ang mga cryocooler sa MIRI siguradong naa sa unahan.”
Usa sa mga siyentipikong tumong ni Webb mao ang pagtuon sa mga kabtangan sa unang mga bituon nga naporma sa uniberso. Ang near-infrared camera o NIRCam instrument sa Webb makahimo sa pag-detect niining layo kaayong mga butang, ug ang MIRI makatabang sa mga siyentista sa pagkumpirma nga kining hanap nga mga tinubdan sa kahayag mga pungpong sa unang henerasyon nga mga bituon, imbes nga ikaduhang henerasyon nga mga bituon nga naporma sa ulahi sa ebolusyon sa galaksiya.
Pinaagi sa pagtan-aw sa mga panganod sa abog nga mas baga kay sa mga instrumento nga duol sa infrared, ang MIRI magbutyag sa mga dapit nga natawhan sa mga bituon. Makamatikod usab kini sa mga molekula nga kasagarang makita sa Yuta — sama sa tubig, carbon dioxide ug methane, ingon man mga molekula sa batoon nga mga mineral sama sa silicates — sa bugnaw nga palibot sa duol nga mga bituon, diin mahimong maporma ang mga planeta. Ang mga instrumento nga duol sa infrared mas maayo sa pag-ila niining mga molekula isip alisngaw sa mas init nga palibot, samtang ang MIRI makakita niini isip yelo.
“Pinaagi sa paghiusa sa kahanas sa US ug Europe, among naugmad ang MIRI isip gahom sa Webb, nga makapahimo sa mga astronomo gikan sa tibuok kalibutan sa pagtubag sa dagkong mga pangutana bahin sa kon giunsa pagporma ug pag-uswag ang mga bituon, planeta, ug galaksiya,” matod ni Gillian Wright, Co-lead sa MIRI science team ug European Principal Investigator para sa instrumento sa UK Astronomical Technology Centre (UK ATC).
Ang MIRI cryocooler naggamit og helium gas—igo na aron mapuno ang mga siyam ka party balloon—aron madala ang kainit gikan sa mga detector sa instrumento. Duha ka electric compressor ang mobomba og helium agi sa usa ka tubo nga moabot hangtod sa nahimutangan sa detector. Ang tubo moagi sa usa ka bloke sa metal nga gilakip usab sa detector; ang gipabugnaw nga helium mosuhop sa sobra nga kainit gikan sa bloke, nga magpabilin sa temperatura sa operasyon sa detector nga ubos sa 7 Kelvin. Ang gipainit (apan bugnaw gihapon) nga gas mobalik sa compressor, diin kini mopagawas sa sobra nga kainit, ug ang siklo magsugod pag-usab. Sa sukaranan, ang sistema susama sa gigamit sa mga refrigerator ug air conditioner sa panimalay.
Ang mga tubo nga nagdala sa helium hinimo sa gold-plated stainless steel ug wala pay ikanapulo sa usa ka pulgada (2.5 mm) ang diyametro. Kini moabot og mga 30 ka tiil (10 metros) gikan sa compressor nga nahimutang sa spacecraft bus area ngadto sa MIRI detector sa optical telescope element nga nahimutang sa luyo sa honeycomb primary mirror sa observatory. Ang hardware nga gitawag og deployable tower assembly, o DTA, nagkonektar sa duha ka lugar. Kung giputos alang sa paglansad, ang DTA gi-compress, sama sa piston, aron matabangan ang pag-instalar sa stowed observatory ngadto sa proteksyon sa ibabaw sa rocket. Kung naa na sa kawanangan, ang tore molapad aron ibulag ang room-temperature spacecraft bus gikan sa mas bugnaw nga optical telescope instruments ug tugotan ang sunshade ug teleskopyo nga hingpit nga ma-deploy.
Kini nga animation nagpakita sa sulundon nga pagpatuman sa pag-deploy sa James Webb Space Telescope mga oras ug adlaw human sa paglusad. Ang pagpalapad sa sentral nga deployable tower assembly makadugang sa distansya tali sa duha ka bahin sa MIRI. Kini konektado sa mga helical tubes nga adunay gipabugnaw nga helium.
Apan ang proseso sa pagpahaba nagkinahanglan nga ang helium tube i-extend gamit ang expandable tower assembly. Mao nga ang tube coils sama sa spring, mao nga ang mga inhenyero sa MIRI nagtawag niini nga bahin sa tubo nga "Slinky".
“Adunay pipila ka mga hagit sa pagtrabaho sa usa ka sistema nga naglangkob sa daghang mga rehiyon sa obserbatoryo,” miingon si Analyn Schneider, ang program manager sa JPL MIRI. “Kini nga lainlaing mga rehiyon gipangulohan sa lainlaing mga organisasyon o sentro, lakip ang Northrop Grumman ug ang Goddard Space Flight Center sa US NASA, kinahanglan namon nga makigsulti sa tanan. Walay ubang hardware sa teleskopyo nga kinahanglan nga buhaton kana, mao nga kini usa ka hagit nga talagsaon sa MIRI. Sigurado nga kini usa ka taas nga linya alang sa dalan sa cryocoolers sa MIRI, ug andam kami nga makita kini sa kawanangan.”
Ang James Webb Space Telescope ilunsad sa 2021 isip pangunang obserbatoryo sa siyensiya sa kawanangan sa kalibutan. Ang Webb mobutyag sa mga misteryo sa atong solar system, motan-aw sa lagyong mga kalibutan palibot sa ubang mga bituon, ug mosuhid sa misteryosong mga istruktura ug gigikanan sa atong uniberso ug sa atong lugar. Ang Webb usa ka internasyonal nga inisyatibo nga gipangulohan sa NASA ug sa mga kauban niini nga ESA (European Space Agency) ug sa Canadian Space Agency.
Ang MIRI naugmad pinaagi sa 50-50 nga panag-uban tali sa NASA ug ESA (European Space Agency). Ang JPL nangulo sa paningkamot sa US alang sa MIRI, ug usa ka multinasyonal nga konsorsyum sa mga institusyon sa astronomiya sa Europa ang nag-amot sa ESA. Si George Rieke sa University of Arizona mao ang lider sa team sa siyensya sa US sa MIRI. Si Gillian Wright mao ang pangulo sa team sa siyensya sa Europa sa MIRI.
Si Alistair Glasse sa ATC, UK usa ka MIRI Instrument Scientist ug si Michael Ressler usa ka US Project Scientist sa JPL. Si Laszlo Tamas sa UK ATC ang nagdumala sa European Union. Ang pagpalambo sa MIRI cryocooler gipangulohan ug gidumala sa JPL sa pakigtambayayong sa Goddard Space Flight Center sa NASA sa Greenbelt, Maryland, ug Northrop Grumman sa Redondo Beach, California.