ວິສະວະກອນດຳເນີນການ "ຍອມຮັບ" ເຄື່ອງມືອິນຟາເຣດກາງຂອງກ້ອງສ່ອງທາງໄກອະວະກາດ James Webb ທີ່ສູນການບິນອະວະກາດ Goddard ຂອງ NASA ຫຼັງຈາກອອກເດີນທາງຈາກສະຫະລາຊະອານາຈັກ.
ຊ່າງເຕັກນິກການບິນ JPL ທ່ານ Johnny Melendez (ຂວາ) ແລະ Joe Mora ກວດສອບເຄື່ອງເຮັດຄວາມເຢັນ MIRI ກ່ອນທີ່ຈະສົ່ງມັນໄປທີ່ Northrop Grumman ໃນ Redondo Beach, ລັດ California. ຢູ່ທີ່ນັ້ນ, ເຄື່ອງເຮັດຄວາມເຢັນຖືກຕິດກັບຕົວກ້ອງສ່ອງທາງໄກ Webb.
ສ່ວນນີ້ຂອງເຄື່ອງມື MIRI, ເຫັນຢູ່ຫ້ອງທົດລອງ Appleton ໃນ Rutherford, ອັງກິດ, ປະກອບດ້ວຍເຄື່ອງກວດຈັບອິນຟາເຣດ. ເຄື່ອງເຮັດຄວາມເຢັນເຢັນຕັ້ງຢູ່ຫ່າງຈາກເຄື່ອງກວດຈັບເພາະມັນເຮັດວຽກຢູ່ໃນອຸນຫະພູມສູງກວ່າ. ທໍ່ທີ່ມີຮີລຽມເຢັນເຊື່ອມຕໍ່ສອງສ່ວນ.
MIRI (ຊ້າຍ) ຕັ້ງຢູ່ເທິງຄານດຸ່ນດ່ຽງທີ່ Northrop Grumman ໃນ Redondo Beach ໃນຂະນະທີ່ວິສະວະກອນກະກຽມໃຊ້ເຄນເໜືອຫົວເພື່ອຕິດຕັ້ງມັນເຂົ້າກັບໂມດູນເຄື່ອງມືວິທະຍາສາດປະສົມປະສານ (ISIM). ISIM ແມ່ນແກນຂອງ Webb, ເຄື່ອງມືວິທະຍາສາດສີ່ຢ່າງທີ່ເປັນບ່ອນເກັບມ້ຽນກ້ອງສ່ອງທາງໄກ.
ກ່ອນທີ່ເຄື່ອງມື MIRI — ໜຶ່ງໃນສີ່ເຄື່ອງມືວິທະຍາສາດຢູ່ເທິງຫໍສັງເກດການ — ຈະເຮັດວຽກໄດ້, ມັນຕ້ອງໄດ້ຖືກເຮັດໃຫ້ເຢັນລົງຈົນເກືອບຮອດອຸນຫະພູມທີ່ໜາວທີ່ສຸດທີ່ວັດຖຸສາມາດບັນລຸໄດ້.
ກ້ອງສ່ອງທາງໄກອາວະກາດ James Webb ຂອງ NASA ເຊິ່ງກຳນົດຈະເປີດຕົວໃນວັນທີ 24 ທັນວາ ແມ່ນຫໍສັງເກດການອາວະກາດທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດໃນປະຫວັດສາດ ແລະ ມັນມີໜ້າວຽກທີ່ໜ້າຢ້ານກົວເທົ່າທຽມກັນຄື: ການເກັບກຳແສງອິນຟາເຣດຈາກມຸມທີ່ໄກຂອງຈັກກະວານ, ຊ່ວຍໃຫ້ນັກວິທະຍາສາດສາມາດສຳຫຼວດໂຄງສ້າງ ແລະ ຕົ້ນກຳເນີດຂອງຈັກກະວານ. ຈັກກະວານຂອງພວກເຮົາ ແລະ ສະຖານທີ່ຂອງພວກເຮົາໃນນັ້ນ.
ວັດຖຸຫຼາຍຊະນິດໃນອະວະກາດ — ລວມທັງດວງດາວ ແລະ ດາວເຄາະ, ແລະ ອາຍແກັສ ແລະ ຝຸ່ນທີ່ພວກມັນປະກອບເປັນ — ປ່ອຍແສງອິນຟາເຣດ, ບາງຄັ້ງເອີ້ນວ່າລັງສີຄວາມຮ້ອນ. ແຕ່ວັດຖຸອຸ່ນອື່ນໆສ່ວນໃຫຍ່ກໍ່ເຊັ່ນດຽວກັນ, ເຊັ່ນ: ເຄື່ອງປີ້ງເຂົ້າຈີ່, ມະນຸດ, ແລະ ເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າ. ນັ້ນໝາຍຄວາມວ່າເຄື່ອງມືອິນຟາເຣດສີ່ອັນຂອງ Webb ສາມາດກວດຈັບແສງອິນຟາເຣດຂອງຕົນເອງໄດ້. ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນການປ່ອຍອາຍພິດເຫຼົ່ານີ້, ເຄື່ອງມືຕ້ອງເຢັນຫຼາຍ — ປະມານ 40 ເຄວິນ, ຫຼື ລົບ 388 ອົງສາຟາເຣນຮາຍ (ລົບ 233 ອົງສາເຊນຊຽດ). ແຕ່ເພື່ອໃຫ້ເຮັດວຽກໄດ້ຢ່າງຖືກຕ້ອງ, ເຄື່ອງກວດຈັບພາຍໃນເຄື່ອງມືອິນຟາເຣດກາງ, ຫຼື MIRI, ຕ້ອງເຢັນລົງ: ຕ່ຳກວ່າ 7 ເຄວິນ (ລົບ 448 ອົງສາຟາເຣນຮາຍ, ຫຼື ລົບ 266 ອົງສາເຊນຊຽດ).
ນັ້ນແມ່ນພຽງແຕ່ສອງສາມອົງສາສູງກວ່າສູນສົມບູນ (0 ເຄລວິນ) - ອຸນຫະພູມທີ່ໜາວທີ່ສຸດເທົ່າທີ່ເປັນໄປໄດ້ໃນທາງທິດສະດີ, ເຖິງແມ່ນວ່າມັນຈະບໍ່ສາມາດເຂົ້າເຖິງໄດ້ທາງກາຍະພາບເພາະມັນເປັນຕົວແທນຂອງການບໍ່ມີຄວາມຮ້ອນໃດໆເລີຍ. (ຢ່າງໃດກໍຕາມ, MIRI ບໍ່ແມ່ນເຄື່ອງມືຖ່າຍພາບທີ່ໜາວທີ່ສຸດທີ່ເຮັດວຽກຢູ່ໃນອະວະກາດ.)
ອຸນຫະພູມໂດຍພື້ນຖານແລ້ວແມ່ນມາດຕະການຂອງຄວາມໄວທີ່ອະຕອມເຄື່ອນທີ່, ແລະນອກເໜືອໄປຈາກການກວດຈັບແສງອິນຟາເຣດຂອງຕົວມັນເອງ, ເຄື່ອງກວດຈັບ Webb ສາມາດກະຕຸ້ນໄດ້ໂດຍການສັ່ນສະເທືອນທາງຄວາມຮ້ອນຂອງຕົວມັນເອງ. MIRI ກວດຈັບແສງໃນລະດັບພະລັງງານຕ່ຳກວ່າເຄື່ອງມືສາມຢ່າງອື່ນໆ. ດັ່ງນັ້ນ, ເຄື່ອງກວດຈັບຂອງມັນຈຶ່ງມີຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ກັບການສັ່ນສະເທືອນທາງຄວາມຮ້ອນຫຼາຍກວ່າ. ສັນຍານທີ່ບໍ່ຕ້ອງການເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນສິ່ງທີ່ນັກດາລາສາດເອີ້ນວ່າ "ສຽງລົບກວນ", ແລະພວກມັນສາມາດຄອບງຳສັນຍານທີ່ຈືດໆທີ່ Webb ກຳລັງພະຍາຍາມກວດຈັບ.
ຫຼັງຈາກເປີດຕົວ, Webb ຈະຕິດຕັ້ງໜ້າກາກຂະໜາດເທົ່າກັບສະໜາມເທັນນິດທີ່ປົກປ້ອງ MIRI ແລະເຄື່ອງມືອື່ນໆຈາກຄວາມຮ້ອນຂອງແສງແດດ, ຊ່ວຍໃຫ້ພວກມັນເຢັນລົງໄດ້ຢ່າງບໍ່ຢຸດຢັ້ງ. ເລີ່ມຕົ້ນປະມານ 77 ມື້ຫຼັງຈາກການເປີດຕົວ, ເຄື່ອງເຮັດຄວາມເຢັນຂອງ MIRI ຈະໃຊ້ເວລາ 19 ມື້ເພື່ອຫຼຸດອຸນຫະພູມຂອງເຄື່ອງກວດຈັບຂອງເຄື່ອງມືໃຫ້ຕ່ຳກວ່າ 7 Kelvin.
“ມັນຂ້ອນຂ້າງງ່າຍທີ່ຈະເຮັດໃຫ້ສິ່ງຕ່າງໆເຢັນລົງເຖິງອຸນຫະພູມນັ້ນຢູ່ເທິງໂລກ, ສ່ວນຫຼາຍແມ່ນສຳລັບການນຳໃຊ້ທາງວິທະຍາສາດ ຫຼື ອຸດສາຫະກຳ,” Konstantin Penanen, ຜູ້ຊ່ຽວຊານດ້ານເຄື່ອງເຮັດຄວາມເຢັນເຢັນຢູ່ຫ້ອງທົດລອງ Jet Propulsion ຂອງ NASA ໃນພາກໃຕ້ຂອງລັດ California, ເຊິ່ງຄຸ້ມຄອງເຄື່ອງມື MIRI ສຳລັບ NASA ກ່າວ. “ແຕ່ລະບົບທີ່ອີງໃສ່ໂລກເຫຼົ່ານັ້ນມີຂະໜາດໃຫຍ່ ແລະ ບໍ່ມີປະສິດທິພາບດ້ານພະລັງງານ. ສຳລັບຫໍສັງເກດການອະວະກາດ, ພວກເຮົາຕ້ອງການເຄື່ອງເຮັດຄວາມເຢັນທີ່ມີຂະໜາດກະທັດຮັດທາງຮ່າງກາຍ, ປະຫຍັດພະລັງງານ, ແລະ ມັນຕ້ອງມີຄວາມໜ້າເຊື່ອຖືສູງເພາະວ່າພວກເຮົາບໍ່ສາມາດອອກໄປແກ້ໄຂມັນໄດ້. ສະນັ້ນ, ນີ້ແມ່ນສິ່ງທ້າທາຍທີ່ພວກເຮົາປະເຊີນ. ໃນເລື່ອງນັ້ນ, ຂ້າພະເຈົ້າຢາກເວົ້າວ່າເຄື່ອງເຮັດຄວາມເຢັນເຢັນເຢັນ MIRI ແມ່ນຢູ່ແຖວໜ້າຢ່າງແນ່ນອນ.”
ໜຶ່ງໃນເປົ້າໝາຍທາງວິທະຍາສາດຂອງ Webb ແມ່ນເພື່ອສຶກສາຄຸນສົມບັດຂອງດວງດາວດວງທຳອິດທີ່ກໍ່ຕົວຂຶ້ນໃນຈັກກະວານ. ກ້ອງຖ່າຍຮູບໃກ້ອິນຟາເຣດ ຫຼື ເຄື່ອງມື NIRCam ຂອງ Webb ຈະສາມາດກວດຈັບວັດຖຸທີ່ຢູ່ໄກທີ່ສຸດເຫຼົ່ານີ້ໄດ້, ແລະ MIRI ຈະຊ່ວຍໃຫ້ນັກວິທະຍາສາດຢືນຢັນວ່າແຫຼ່ງແສງສະຫວ່າງທີ່ຈືດໆເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນກຸ່ມດາວລຸ້ນທຳອິດ, ແທນທີ່ຈະເປັນດາວລຸ້ນທີສອງທີ່ກໍ່ຕົວຂຶ້ນໃນພາຍຫຼັງໃນວິວັດທະນາການຂອງກາລັກຊີ.
ໂດຍການເບິ່ງກ້ອນຝຸ່ນທີ່ໜາກວ່າເຄື່ອງມືໃກ້ອິນຟາເຣດ, MIRI ຈະເປີດເຜີຍບ່ອນເກີດຂອງດວງດາວ. ມັນຍັງຈະກວດພົບໂມເລກຸນທີ່ພົບເລື້ອຍໃນໂລກ - ເຊັ່ນ: ນ້ຳ, ຄາບອນໄດອອກໄຊ ແລະ ມີເທນ, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບໂມເລກຸນຂອງແຮ່ທາດຫີນເຊັ່ນ: ຊິລິເຄດ - ໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ເຢັນອ້ອມຮອບດວງດາວໃກ້ຄຽງ, ບ່ອນທີ່ດາວເຄາະອາດຈະປະກອບຕົວ. ເຄື່ອງມືໃກ້ອິນຟາເຣດດີກວ່າໃນການກວດຈັບໂມເລກຸນເຫຼົ່ານີ້ເປັນໄອນ້ຳໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ຮ້ອນກວ່າ, ໃນຂະນະທີ່ MIRI ສາມາດເບິ່ງພວກມັນເປັນນ້ຳກ້ອນ.
“ໂດຍການລວມເອົາຄວາມຊ່ຽວຊານຂອງສະຫະລັດ ແລະ ເອີຣົບ, ພວກເຮົາໄດ້ພັດທະນາ MIRI ເປັນພະລັງຂອງ Webb, ເຊິ່ງຈະຊ່ວຍໃຫ້ນັກດາລາສາດຈາກທົ່ວໂລກສາມາດຕອບຄຳຖາມໃຫຍ່ໆກ່ຽວກັບວິທີການທີ່ດວງດາວ, ດາວເຄາະ ແລະ ກາລັກຊີສ້າງຕັ້ງ ແລະ ພັດທະນາ,” Gillian Wright, ຜູ້ຮ່ວມນຳພາທີມງານວິທະຍາສາດ MIRI ແລະ ນັກຄົ້ນຄວ້າຫຼັກຂອງເອີຣົບສຳລັບເຄື່ອງມືທີ່ສູນເຕັກໂນໂລຊີດາລາສາດສະຫະລາຊະອານາຈັກ (UK ATC) ກ່າວ.
ເຄື່ອງເຮັດຄວາມເຢັນ MIRI ໃຊ້ອາຍແກັສຮີລຽມ—ພຽງພໍທີ່ຈະຕື່ມບານລູນປະມານເກົ້າໜ່ວຍ—ເພື່ອນຳເອົາຄວາມຮ້ອນອອກຈາກເຄື່ອງກວດຈັບຂອງເຄື່ອງມື. ເຄື່ອງອັດອາກາດໄຟຟ້າສອງເຄື່ອງສູບຮີລຽມຜ່ານທໍ່ທີ່ຂະຫຍາຍໄປບ່ອນທີ່ເຄື່ອງກວດຈັບຕັ້ງຢູ່. ທໍ່ໄຫຼຜ່ານທ່ອນໂລຫະທີ່ຕິດກັບເຄື່ອງກວດຈັບ; ຮີລຽມທີ່ເຢັນແລ້ວຈະດູດຊຶມຄວາມຮ້ອນສ່ວນເກີນຈາກທ່ອນ, ເຮັດໃຫ້ອຸນຫະພູມການເຮັດວຽກຂອງເຄື່ອງກວດຈັບຕໍ່າກວ່າ 7 ເຄລວິນ. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ອາຍແກັສທີ່ຮ້ອນ (ແຕ່ຍັງເຢັນ) ຈະກັບຄືນສູ່ເຄື່ອງອັດອາກາດ, ບ່ອນທີ່ມັນຈະປ່ອຍຄວາມຮ້ອນສ່ວນເກີນອອກ, ແລະວົງຈອນຈະເລີ່ມຕົ້ນອີກຄັ້ງ. ໂດຍພື້ນຖານແລ້ວ, ລະບົບແມ່ນຄ້າຍຄືກັນກັບລະບົບທີ່ໃຊ້ໃນຕູ້ເຢັນໃນຄົວເຮືອນ ແລະ ເຄື່ອງປັບອາກາດ.
ທໍ່ທີ່ບັນຈຸຮີລຽມແມ່ນເຮັດດ້ວຍເຫຼັກສະແຕນເລດຊຸບຄຳ ແລະ ມີເສັ້ນຜ່າສູນກາງໜ້ອຍກວ່າໜຶ່ງສ່ວນສິບຂອງນິ້ວ (2.5 ມມ). ມັນຂະຫຍາຍປະມານ 30 ຟຸດ (10 ແມັດ) ຈາກເຄື່ອງອັດອາກາດທີ່ຕັ້ງຢູ່ໃນພື້ນທີ່ລົດເມຍານອະວະກາດໄປຫາເຄື່ອງກວດຈັບ MIRI ໃນອົງປະກອບກ້ອງສ່ອງທາງໄກທາງແສງທີ່ຕັ້ງຢູ່ທາງຫຼັງກະຈົກຫຼັກຮັງເຜິ້ງຂອງຫໍສັງເກດການ. ຮາດແວທີ່ເອີ້ນວ່າຊຸດຫໍປະຊຸມທີ່ສາມາດນຳໃຊ້ໄດ້ ຫຼື DTA, ເຊື່ອມຕໍ່ສອງພື້ນທີ່. ເມື່ອບັນຈຸສຳລັບການເປີດຕົວ, DTA ຈະຖືກບີບອັດ, ຄ້າຍຄືກັບລູກສູບ, ເພື່ອຊ່ວຍຕິດຕັ້ງຫໍສັງເກດການທີ່ເກັບໄວ້ໃນການປ້ອງກັນຢູ່ເທິງສຸດຂອງຈະຫຼວດ. ເມື່ອຢູ່ໃນອະວະກາດ, ຫໍຈະຂະຫຍາຍອອກເພື່ອແຍກລົດເມຍານອະວະກາດທີ່ມີອຸນຫະພູມຫ້ອງອອກຈາກເຄື່ອງມືກ້ອງສ່ອງທາງໄກທາງແສງທີ່ເຢັນກວ່າ ແລະ ອະນຸຍາດໃຫ້ຜ້າມ່ານແດດ ແລະ ກ້ອງສ່ອງທາງໄກຂະຫຍາຍອອກໄດ້ຢ່າງເຕັມທີ່.
ພາບເຄື່ອນໄຫວນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງການປະຕິບັດທີ່ເໝາະສົມຂອງການນຳໃຊ້ກ້ອງສ່ອງທາງໄກອະວະກາດ James Webb ຫຼາຍຊົ່ວໂມງ ແລະ ຫຼາຍມື້ຫຼັງຈາກການເປີດຕົວ. ການຂະຫຍາຍຂອງຫໍກາງທີ່ສາມາດນຳໃຊ້ໄດ້ຈະເພີ່ມໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງສອງສ່ວນຂອງ MIRI. ພວກມັນຖືກເຊື່ອມຕໍ່ດ້ວຍທໍ່ກ້ຽວວຽນທີ່ມີຮີລຽມເຢັນ.
ແຕ່ຂະບວນການຍືດຕົວຮຽກຮ້ອງໃຫ້ທໍ່ຮີລຽມຖືກຍືດອອກດ້ວຍການປະກອບຫໍຄອຍທີ່ສາມາດຂະຫຍາຍໄດ້. ດັ່ງນັ້ນທໍ່ຈຶ່ງຂົດລວດຄືກັບສະປິງ, ຊຶ່ງເປັນເຫດຜົນທີ່ວິສະວະກອນ MIRI ຕັ້ງຊື່ຫຼິ້ນໃຫ້ສ່ວນນີ້ຂອງທໍ່ວ່າ "Slinky".
“ມີສິ່ງທ້າທາຍບາງຢ່າງໃນການເຮັດວຽກກ່ຽວກັບລະບົບທີ່ກວມເອົາຫຼາຍພາກພື້ນຂອງຫໍສັງເກດການ,” Analyn Schneider, ຜູ້ຈັດການໂຄງການ JPL MIRI ກ່າວ. “ພາກພື້ນທີ່ແຕກຕ່າງກັນເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນນຳພາໂດຍອົງການຈັດຕັ້ງ ຫຼື ສູນຕ່າງໆ, ລວມທັງ Northrop Grumman ແລະ ສູນການບິນອະວະກາດ Goddard ຂອງ NASA ຂອງສະຫະລັດ, ພວກເຮົາຕ້ອງລົມກັບທຸກຄົນ. ບໍ່ມີຮາດແວອື່ນໆໃນກ້ອງສ່ອງທາງໄກທີ່ຕ້ອງເຮັດແບບນັ້ນ, ສະນັ້ນມັນເປັນສິ່ງທ້າທາຍທີ່ເປັນເອກະລັກສະເພາະຂອງ MIRI. ມັນແນ່ນອນວ່າເປັນເສັ້ນທາງຍາວສຳລັບເສັ້ນທາງ cryocoolers ຂອງ MIRI, ແລະພວກເຮົາພ້ອມແລ້ວທີ່ຈະເຫັນມັນໃນອະວະກາດ.”
ກ້ອງສ່ອງທາງໄກອາວະກາດ James Webb ຈະເປີດຕົວໃນປີ 2021 ໃນຖານະເປັນຫໍສັງເກດການວິທະຍາສາດອາວະກາດຊັ້ນນຳຂອງໂລກ. Webb ຈະເປີດເຜີຍຄວາມລຶກລັບຂອງລະບົບສຸລິຍະຂອງພວກເຮົາ, ແນມເບິ່ງໂລກທີ່ຢູ່ໄກໆອ້ອມຮອບດາວດວງອື່ນໆ, ແລະ ສຳຫຼວດໂຄງສ້າງທີ່ລຶກລັບ ແລະ ຕົ້ນກຳເນີດຂອງຈັກກະວານ ແລະ ສະຖານທີ່ຂອງພວກເຮົາ. Webb ແມ່ນໂຄງການສາກົນທີ່ນຳພາໂດຍ NASA ແລະ ຄູ່ຮ່ວມງານຂອງຕົນຄື ESA (ອົງການອາວະກາດເອີຣົບ) ແລະ ອົງການອາວະກາດການາດາ.
MIRI ໄດ້ຖືກພັດທະນາຜ່ານການຮ່ວມມື 50-50 ລະຫວ່າງ NASA ແລະ ESA (ອົງການອາວະກາດເອີຣົບ). JPL ນຳພາຄວາມພະຍາຍາມຂອງສະຫະລັດສຳລັບ MIRI, ແລະ ກຸ່ມບໍລິສັດຫຼາຍຊາດຂອງສະຖາບັນດາລາສາດເອີຣົບປະກອບສ່ວນເຂົ້າໃນ ESA. George Rieke ຈາກມະຫາວິທະຍາໄລ Arizona ເປັນຫົວໜ້າທີມວິທະຍາສາດສະຫະລັດຂອງ MIRI. Gillian Wright ເປັນຫົວໜ້າທີມວິທະຍາສາດເອີຣົບຂອງ MIRI.
ທ່ານ Alistair Glasse ຈາກ ATC, ສະຫະລາຊະອານາຈັກ ເປັນນັກວິທະຍາສາດເຄື່ອງມື MIRI ແລະ ທ່ານ Michael Ressler ເປັນນັກວິທະຍາສາດໂຄງການຂອງສະຫະລັດ ທີ່ JPL. ທ່ານ Laszlo Tamas ຈາກສະຫະລາຊະອານາຈັກ ATC ຮັບຜິດຊອບສະຫະພາບເອີຣົບ. ການພັດທະນາເຄື່ອງເຮັດຄວາມເຢັນ MIRI ໄດ້ຖືກນຳພາ ແລະ ຄຸ້ມຄອງໂດຍ JPL ຮ່ວມກັບສູນການບິນອະວະກາດ Goddard ຂອງ NASA ໃນ Greenbelt, Maryland, ແລະ Northrop Grumman ໃນ Redondo Beach, California.