Cov kws ua haujlwm ua qhov "txais yuav" lub cuab yeej nruab nrab infrared ntawm James Webb Space Telescope ntawm NASA's Goddard Space Flight Center tom qab tawm hauv UK.
Cov kws kho tshuab dav hlau JPL Johnny Melendez (sab xis) thiab Joe Mora tshuaj xyuas lub MIRI cryocooler ua ntej xa mus rau Northrop Grumman hauv Redondo Beach, California. Nyob ntawd, lub txias txias tau txuas rau lub cev ntawm Webb telescope.
Qhov no ntawm lub cuab yeej MIRI, pom ntawm Appleton Laboratory hauv Rutherford, UK, muaj cov khoom siv infrared detectors. Lub cryocooler nyob deb ntawm lub detector vim nws ua haujlwm ntawm qhov kub siab dua. Ib lub raj nqa helium txias txuas ob ntu.
MIRI (sab laug) zaum ntawm lub nqaj sib npaug ntawm Northrop Grumman hauv Redondo Beach thaum cov engineers npaj siv lub crane saum toj kawg nkaus los txuas nws rau Integrated Scientific Instrument Module (ISIM). ISIM yog Webb lub hauv paus, plaub lub cuab yeej tshawb fawb uas muaj lub telescope.
Ua ntej lub cuab yeej MIRI - ib qho ntawm plaub lub cuab yeej tshawb fawb ntawm lub chaw soj ntsuam - tuaj yeem ua haujlwm, nws yuav tsum tau txias kom txog qhov kub txias tshaj plaws uas cov khoom tuaj yeem ncav cuag.
NASA lub James Webb Space Telescope, uas tau teem sijhawm yuav tso tawm rau lub Kaum Ob Hlis 24, yog lub chaw soj ntsuam qhov chaw loj tshaj plaws hauv keeb kwm, thiab nws muaj ib txoj haujlwm nyuaj ib yam nkaus: sau cov teeb infrared los ntawm cov ces kaum deb ntawm lub ntiaj teb, tso cai rau cov kws tshawb fawb tshawb nrhiav cov qauv thiab keeb kwm ntawm lub ntiaj teb. Peb lub ntiaj teb thiab peb qhov chaw hauv nws.
Ntau yam khoom hauv ntiaj teb - suav nrog cov hnub qub thiab cov ntiaj teb, thiab cov roj thiab hmoov av uas lawv tsim los - tso tawm lub teeb infrared, qee zaum hu ua thermal radiation. Tab sis feem ntau lwm yam khoom sov, xws li lub tshuab ci mov ci, tib neeg, thiab cov khoom siv hluav taws xob kuj zoo ib yam. Qhov ntawd txhais tau tias Webb plaub lub cuab yeej infrared tuaj yeem ntes tau lawv lub teeb infrared. Txhawm rau txo cov pa phem no, lub cuab yeej yuav tsum txias heev - txog li 40 Kelvin, lossis rho tawm 388 degrees Fahrenheit (rho tawm 233 degrees Celsius). Tab sis kom ua haujlwm tau zoo, cov khoom ntes hauv lub cuab yeej nruab nrab infrared, lossis MIRI, yuav tsum txias dua: qis dua 7 Kelvin (rho tawm 448 degrees Fahrenheit, lossis rho tawm 266 degrees Celsius).
Qhov ntawd tsuas yog ob peb degrees saum xoom kiag li (0 Kelvin) - qhov kub txias tshaj plaws uas ua tau raws li qhov xav tau, txawm hais tias nws yeej tsis tuaj yeem ncav cuag tau vim nws sawv cev rau qhov tsis muaj cua sov kiag li. (Txawm li cas los xij, MIRI tsis yog lub cuab yeej ntsuas duab txias tshaj plaws uas ua haujlwm hauv qhov chaw.)
Qhov kub yog qhov ntsuas seb cov atoms txav mus los sai npaum li cas, thiab ntxiv rau kev ntes lawv lub teeb infrared, Webb detectors tuaj yeem raug ua los ntawm lawv tus kheej thermal vibrations. MIRI ntes lub teeb nyob rau hauv lub zog qis dua li peb lwm yam cuab yeej. Yog li ntawd, nws cov detectors muaj kev cuam tshuam ntau dua rau thermal vibrations. Cov teeb liab tsis xav tau no yog qhov uas cov kws tshawb fawb hu ua "suab nrov," thiab lawv tuaj yeem kov yeej cov teeb liab tsis meej uas Webb tab tom sim ntes.
Tom qab tso tawm, Webb yuav siv lub tsom iav loj li lub tshav pob tesniv uas tiv thaiv MIRI thiab lwm yam twj paj nruag los ntawm lub hnub kub, ua rau lawv txias yam tsis muaj zog. Pib li 77 hnub tom qab tso tawm, MIRI lub tshuab ua kom txias yuav siv sijhawm 19 hnub los txo qhov kub ntawm cov khoom siv ntsuas kom qis dua 7 Kelvin.
"Nws yooj yim heev rau kev txias cov khoom kom txog rau qhov kub ntawd hauv ntiaj teb, feem ntau yog rau kev siv hauv kev tshawb fawb lossis kev lag luam," Konstantin Penanen, tus kws tshaj lij cryocooler ntawm NASA's Jet Propulsion Laboratory hauv Southern California, uas tswj hwm MIRI lub cuab yeej rau NASA, hais. "Tab sis cov kab ke hauv ntiaj teb no loj heev thiab tsis muaj zog. Rau lub chaw soj ntsuam qhov chaw, peb xav tau lub tshuab txias uas muaj lub cev me me, txuag hluav taws xob, thiab nws yuav tsum muaj kev ntseeg siab heev vim peb tsis tuaj yeem tawm mus kho nws. Yog li cov no yog cov teeb meem uas peb ntsib. , hauv qhov ntawd, kuv yuav hais tias MIRI cryocoolers yeej nyob rau pem hauv ntej. "
Ib qho ntawm Webb lub hom phiaj kev tshawb fawb yog kawm txog cov yam ntxwv ntawm thawj cov hnub qub uas tau tsim nyob rau hauv lub ntiaj teb. Webb lub koob yees duab ze-infrared lossis NIRCam ntsuas yuav muaj peev xwm ntes tau cov khoom nyob deb heev no, thiab MIRI yuav pab cov kws tshawb fawb lees paub tias cov teeb pom kev tsaus ntuj no yog cov pawg ntawm thawj tiam hnub qub, es tsis yog tiam hnub qub thib ob uas tau tsim tom qab hauv kev hloov pauv ntawm galaxy.
Los ntawm kev saib cov huab plua plav uas tuab dua li cov cuab yeej ze infrared, MIRI yuav qhia qhov chaw yug ntawm cov hnub qub. Nws tseem yuav ntes cov molecules uas feem ntau pom muaj nyob rau hauv ntiaj teb - xws li dej, carbon dioxide thiab methane, nrog rau cov molecules ntawm cov pob zeb minerals xws li silicates - nyob rau hauv qhov chaw txias nyob ib puag ncig cov hnub qub nyob ze, qhov twg cov ntiaj teb yuav tsim. Cov cuab yeej ze infrared zoo dua ntawm kev ntes cov molecules no ua pa hauv qhov chaw kub dua, thaum MIRI tuaj yeem pom lawv ua dej khov.
"Los ntawm kev sib koom ua ke ntawm Asmeskas thiab European kev txawj ntse, peb tau tsim MIRI ua lub hwj chim ntawm Webb, uas yuav ua rau cov kws tshawb fawb los ntawm thoob plaws ntiaj teb teb cov lus nug loj txog seb cov hnub qub, cov ntiaj teb thiab cov galaxies tsim thiab hloov pauv li cas," Gillian Wright, Co-lead ntawm pab pawg tshawb fawb MIRI thiab European Principal Investigator rau lub cuab yeej ntawm UK Astronomical Technology Center (UK ATC) tau hais.
Lub tshuab cua txias MIRI siv cov roj helium—txaus kom puv tau cuaj lub npas loj—los nqa cua sov tawm ntawm lub tshuab ntes. Ob lub tshuab hluav taws xob compressor tso helium los ntawm ib lub raj uas txuas mus rau qhov chaw uas lub tshuab ntes nyob. Lub raj khiav los ntawm ib lub thaiv hlau uas kuj txuas rau lub tshuab ntes; lub helium txias nqus cov cua sov ntau dhau los ntawm lub thaiv, ua kom lub tshuab ntes qhov kub ua haujlwm qis dua 7 Kelvin. Cov roj kub (tab sis tseem txias) ces rov qab mus rau lub compressor, qhov chaw uas nws tso cov cua sov ntau dhau, thiab lub voj voog pib dua. Feem ntau, lub kaw lus zoo ib yam li qhov siv hauv cov tub yees hauv tsev thiab cov tshuab cua txias.
Cov kav dej uas nqa helium yog ua los ntawm cov hlau tsis xeb uas tau plated kub thiab muaj txoj kab uas hla tsawg dua ib feem kaum ntawm ib nti (2.5 hli). Nws ntev li 30 feet (10 meters) ntawm lub compressor nyob hauv thaj chaw spacecraft bus mus rau lub MIRI detector hauv lub optical telescope element nyob tom qab lub observatory lub honeycomb primary mirror. Cov khoom siv hu ua deployable tower assembly, lossis DTA, txuas ob thaj chaw. Thaum ntim rau kev tso tawm, DTA raug nias, zoo li lub piston, los pab txhim kho lub stowed observatory rau hauv kev tiv thaiv saum lub rocket. Thaum nyob hauv qhov chaw, lub tower yuav ntev mus cais lub chav tsev-kub spacecraft bus ntawm cov cuab yeej optical telescope txias dua thiab tso cai rau lub hnub ci thiab telescope kom xa tawm tag nrho.
Daim duab kos no qhia txog kev ua tiav zoo tshaj plaws ntawm James Webb Space Telescope xa tawm ob peb teev thiab ob peb hnub tom qab tso tawm. Kev nthuav dav ntawm lub rooj sib txoos hauv nruab nrab yuav ua rau qhov deb ntawm ob feem ntawm MIRI nce ntxiv. Lawv txuas nrog los ntawm cov raj helical nrog helium txias.
Tab sis cov txheej txheem elongation yuav tsum tau lub raj helium kom ntev nrog lub rooj sib txoos nthuav dav. Yog li lub raj coils zoo li lub caij nplooj ntoos hlav, uas yog vim li cas MIRI engineers nicknamed qhov no ntawm lub raj "Slinky".
"Muaj qee qhov teeb meem hauv kev ua haujlwm ntawm lub kaw lus uas npog ntau thaj tsam ntawm lub chaw soj ntsuam," Analyn Schneider, JPL MIRI tus thawj tswj hwm qhov kev pab cuam hais. "Cov cheeb tsam sib txawv no yog coj los ntawm cov koom haum lossis chaw sib txawv, suav nrog Northrop Grumman thiab US NASA's Goddard Space Flight Center, peb yuav tsum tham nrog txhua tus. Tsis muaj lwm yam khoom siv ntawm lub tsom iav uas yuav tsum ua li ntawd, yog li nws yog qhov teeb meem tshwj xeeb rau MIRI. Nws yeej yog ib txoj kab ntev rau MIRI cryocoolers txoj kev, thiab peb npaj txhij los pom nws hauv qhov chaw."
Lub James Webb Space Telescope yuav tso tawm rau xyoo 2021 ua lub chaw soj ntsuam txog kev tshawb fawb txog qhov chaw zoo tshaj plaws hauv ntiaj teb. Webb yuav tshawb nrhiav qhov tsis paub meej ntawm peb lub hnub ci, saib mus rau lub ntiaj teb deb nyob ib puag ncig lwm lub hnub qub, thiab tshawb nrhiav cov qauv tsis paub meej thiab keeb kwm ntawm peb lub ntiaj teb thiab peb qhov chaw. Webb yog ib qho kev pib thoob ntiaj teb uas NASA thiab nws cov neeg koom tes ESA (European Space Agency) thiab Canadian Space Agency coj.
MIRI tau tsim los ntawm kev koom tes 50-50 ntawm NASA thiab ESA (European Space Agency). JPL ua tus thawj coj rau Asmeskas txoj kev siv zog rau MIRI, thiab ib lub koom haum thoob ntiaj teb ntawm cov koom haum European astronomical pab txhawb rau ESA. George Rieke ntawm University of Arizona yog tus thawj coj pab pawg tshawb fawb hauv Asmeskas ntawm MIRI. Gillian Wright yog tus thawj coj ntawm pab pawg tshawb fawb European ntawm MIRI.
Alistair Glasse ntawm ATC, UK yog tus kws tshawb fawb txog MIRI Instrument thiab Michael Ressler yog tus kws tshawb fawb txog US Project ntawm JPL. Laszlo Tamas ntawm UK ATC yog tus saib xyuas European Union. Kev tsim lub tshuab cryocooler MIRI tau coj thiab tswj hwm los ntawm JPL nrog kev koom tes nrog NASA's Goddard Space Flight Center hauv Greenbelt, Maryland, thiab Northrop Grumman hauv Redondo Beach, California.