Ingeniarii "acceptationem" instrumenti infrarubri medii Telescopii Spatialis Iacobi Webb apud Centrum Volatus Spatialis Goddard NASAe peragerunt post discessum e Britannia.
Technici volatus JPL, Ioannes Melendez (dextra) et Iosephus Mora, cryorefrigeratorium MIRI inspiciunt antequam ad Northrop Grumman in Redondo Beach, California, mittant. Ibi, refrigeratorium corpori telescopii Webb affixum est.
Haec pars instrumenti MIRI, visa in Laboratorio Appletoniano Rutherfordiae in Britannia, detectores infrarubros continet. Cryorefrigerator procul a detectore sita est quia temperatura altiore operatur. Tubus helium frigidum portans duas partes connectit.
MIRI (a sinistra) in trabe aequilibrii apud Northrop Grumman in Redondo Beach sedet dum ingeniarii se parant gruem suspendentem adhibere ad eam Modulo Instrumenti Scientifici Integrati (ISIM) coniungendam. ISIM est nucleus Webb, quattuor instrumenta scientifica quae telescopium continent.
Antequam instrumentum MIRI — unum e quattuor instrumentis scientificis in observatorio — operari possit, ad fere frigidissimam temperaturam quam materia attingere potest refrigerari debet.
Telescopium Spatiale James Webb NASA, quod die XXIV Decembris emitti destinatur, est maximum observatorium spatiale in historia, et munus aeque arduum habet: colligere lucem infrarubram ex angulis remotis universi, quod permittat scientificis structuram et origines universi explorare. Universum nostrum et locus noster in eo.
Multae res cosmicae — inter quas stellae et planetae, et gas et pulvis ex quibus formantur — lucem infrarubram emittunt, interdum radiationem thermalem appellatam. Sed similiter fere aliae res calidae, ut tostae, homines, et apparatus electronicus. Hoc significat quattuor instrumenta infrarubra Webbii suam lucem infrarubram detegere posse. Ad has emissiones reducendas, instrumentum debet esse valde frigidum — circiter 40 Kelvin, vel minus 388 gradus Fahrenheit (minus 233 gradus Celsius). Sed ut recte fungantur, detectores intra instrumentum infrarubrum medium, sive MIRI, frigidiores fieri debent: infra 7 Kelvin (minus 448 gradus Fahrenheit, vel minus 266 gradus Celsius).
Hoc paucis tantum gradibus supra zero absolutum (0 Kelvin) est – frigidissima temperatura theoretice possibilis, quamquam numquam physice attingibilis est quia absentiam omnimodam cuiuslibet caloris repraesentat. (Attamen, MIRI non est frigidissimum instrumentum imaginandi in spatio operans.)
Temperatura essentialiter mensura est celeritatis qua atomi moventur, et praeter detectionem propriae lucis infrarubrae, detectores Webb a suis vibrationibus thermalibus excitari possunt. MIRI lucem in inferiore energiae ambitu quam alia tria instrumenta detegit. Propterea, detectores eius sensibiliores sunt vibrationibus thermalibus. Haec signa non desiderata sunt quae astronomi "strepitum" appellant, et signa tenuia quae Webb detegere conatur superare possunt.
Post emissionem, Webb visorem magnitudinis campi tennistici explicabit, quod MIRI et alia instrumenta a calore solis proteget, permittens eis passive refrigerari. Ab diebus circiter septuaginta septem post emissionem incipiens, cryorefrigeratorium MIRI undeviginti dies capiet ad temperaturam detectorum instrumenti infra septem gradus Kelvin reducendam.
“Res ad illam temperaturam in Terra relative facile est refrigerare, saepe ad usus scientificos vel industriales,” dixit Constantinus Penanen, peritus cryorefrigeratorum apud Laboratorium Propulsionis Jet NASA in California Australi, quod instrumentum MIRI pro NASA administrat. “Sed illa systemata Terrae sunt valde magna et energiae inefficacia. Pro observatorio spatiali, refrigeratorem requirimus qui physice compactus, energiae efficax sit, et valde fidus esse debet quia non possumus exire et illud reficere. Itaque hae sunt provocationes quibus obviam imus, et hac in re, dicerem cryorefrigeratores MIRI certe in prima acie esse.”
Unum ex propositis scientificis Webb est proprietates primarum stellarum quae in universo formatae sunt studere. Camera prope infrarubra Webb sive instrumentum NIRCam haec obiecta distantissima detegere poterit, et MIRI scientificos adiuvabit ut confirment has luces tenues esse congeries stellarum primae generationis, potius quam stellas secundae generationis quae postea in evolutione galaxiae formatae sunt.
MIRI, nubes pulveris crassiores quam instrumenta prope infrarubra inspiciendo, loca natalia stellarum revelabit. Etiam moleculas in Terra communiter inventas — ut aquam, dioxidum carbonis et methanum, necnon moleculas mineralium saxosorum ut silicata — in frigidis ambitu circa stellas proximas, ubi planetae formari possunt, deteget. Instrumenta prope infrarubra melius has moleculas ut vapores in ambitu calidioribus detegunt, dum MIRI eas ut glaciem videre potest.
"Peritia Americana et Europaea coniuncta, MIRI tamquam vim Webb elaboravimus, quae astronomis ex toto orbe terrarum permittet ut magnis quaestionibus de formatione et evoluzione stellarum, planetarum et galaxiarum respondeant," dixit Gillian Wright, co-dux turmae scientificae MIRI et Investigatrix Principalis Europaea instrumenti apud Centrum Technologiae Astronomicae Britannicum (UK ATC).
Cryocooler MIRI gaseum helii utitur — satis ad novem fere globos festivos implendos — ad calorem a detectoribus instrumenti auferendum. Duo compressores electrici helium per tubum pumpant qui ad locum ubi detector situs est extenditur. Tubus per massam metallicam transit quae etiam detectori adnexa est; helium refrigeratum calorem superfluum a massa absorbet, temperaturam operationis detectoris infra septem gradus Kelvin servans. Gas calefactum (sed adhuc frigidum) deinde ad compressorem redit, ubi calorem superfluum expellit, et cyclus iterum incipit. Fundamentaliter, systema simile est ei quod in refrigeratoribus domesticis et refrigeratoribus aeris adhibetur.
Tubi qui helium portant ex chalybe inoxidabili aurato obducto facti sunt et minus quam decimam partem unciae (2.5 mm) in diametro sunt. Extenditur circiter 10 metra (30 pedes) a compressore sito in area navis spatialis ad detectorem MIRI in elemento telescopii optici post speculum primarium faviforme observatorii sito. Apparatus appellatus "deployable turris assembly," vel DTA, duas areas connectit. Cum ad emissionem compactus est, DTA comprimitur, paulo instar pistonis, ut observatorium repositum in protectione supra rochetam instituatur. Postquam in spatio est, turris extendetur ut navem spatialem temperaturae cubiculi a frigidioribus instrumentis telescopii optici separet et permittat umbraculum solare et telescopium plene explicari.
Haec animatio optimam exsecutionem dispositionis Telescopii Spatialis Iacobi Webb horis et diebus post emissionem ostendit. Expansio turris centralis explicabilis distantiam inter duas partes MIRI augebit. Hae partes tubulis helicalibus helio refrigerato coniunguntur.
Sed processus elongationis requirit ut tubus helii extendatur cum turri expandibili. Ita tubus instar ver volvitur, quam ob rem ingeniarii MIRI hanc partem tubi "Slinky" (vel "Slinky") nominaverunt.
“Sunt quaedam difficultates in opere systematis quod multas regiones observatorii complectitur,” dixit Analyn Schneider, moderatrix programmatis JPL MIRI. “Hae diversae regiones a variis societatibus vel centris gubernantur, inter quas Northrop Grumman et Centrum Volatus Spatialis Goddard NASAe Americanae; cum omnibus loqui debemus. Nulla alia ferramenta in telescopio sunt quae hoc facere debent, ergo est provocatio propria MIRI. Certe longa fuit via ad cryorefrigeratores MIRI, et parati sumus id in spatio videre.”
Telescopium Spatiale Iacobi Webb anno 2021 emissum erit ut praecipuum observatorium scientiae spatialis mundi. Webb mysteria systematis nostri solaris revelabit, mundos distantes circa alias stellas inspiciet, et structuras et origines universi nostri et loci nostri mysteriosa explorabit. Webb est initium internationale a NASA et sociis eius ESA (Agentura Spatialis Europaea) et Agentura Spatiali Canadensi ductum.
MIRI per societatem pari et pari inter NASA et ESA (Agenturam Spatialem Europaeam) elaboratum est. JPL conatum Americanum pro MIRI ducit, et consortium multinationale institutorum astronomicorum Europaeorum ad ESA contribuit. Georgius Rieke Universitatis Arizonensis dux est turmae scientificae Americanae MIRI. Gillian Wright est caput turmae scientificae Europaeae MIRI.
Alistair Glasse ex ATC, Britannia, est peritus in scientia instrumentorum MIRI, et Michael Ressler est peritus in scientia proiecti Americani apud JPL. Laszlo Tamas ex ATC Britannia Unionem Europaeam curat. Elaboratio cryorefrigeratoris MIRI a JPL ducta et administrata est, una cum Centro Volatus Spatialis Goddard NASAe in Greenbelt, Terrae Mariae, et Northrop Grumman in Redondo Beach, California.