L-inġiniera jwettqu "aċċettazzjoni" tal-istrument tan-nofs infra-aħmar tat-Teleskopju Spazjali James Webb fiċ-Ċentru tat-Titjiriet Spazjali Goddard tan-NASA wara li telqu mir-Renju Unit.
It-tekniċi tat-titjira tal-JPL Johnny Melendez (lemin) u Joe Mora jispezzjonaw il-cryocooler MIRI qabel ma jibagħtuh lil Northrop Grumman f'Redondo Beach, California. Hemmhekk, il-cooler huwa mwaħħal mal-korp tat-teleskopju Webb.
Din il-parti tal-istrument MIRI, li tidher fil-Laboratorju Appleton f'Rutherford, ir-Renju Unit, fiha ditekters infra-aħmar. Il-cryocooler jinsab 'il bogħod mid-ditekter għax jopera f'temperatura ogħla. Tubu li jġorr elju kiesaħ jgħaqqad iż-żewġ sezzjonijiet.
MIRI (xellug) tinsab fuq travu tal-bilanċ f'Northrop Grumman f'Redondo Beach hekk kif l-inġiniera jippreparaw biex jużaw krejn overhead biex iwaħħluh mal-Modulu tal-Istrument Xjentifiku Integrat (ISIM). L-ISIM huwa l-qalba ta' Webb, l-erba' strumenti xjentifiċi li fihom it-teleskopju.
Qabel ma l-istrument MIRI — wieħed mill-erba’ strumenti xjentifiċi fl-osservatorju — ikun jista’ jopera, irid jitkessaħ kważi għall-iktar temperatura kiesħa li tista’ tilħaq il-materja.
It-Teleskopju Spazjali James Webb tan-NASA, skedat li jitnieda fl-24 ta' Diċembru, huwa l-akbar osservatorju spazjali fl-istorja, u għandu kompitu daqstant ieħor diffiċli: jiġbor dawl infra-aħmar minn irkejjen imbiegħda tal-univers, biex b'hekk ix-xjentisti jkunu jistgħu jinvestigaw l-istruttura u l-oriġini tal-univers. L-univers tagħna u postna fih.
Ħafna oġġetti kożmiċi — inklużi stilel u pjaneti, u l-gass u t-trab li minnhom jiffurmaw — jarmu dawl infra-aħmar, xi kultant imsejjaħ radjazzjoni termali. Iżda hekk ukoll jagħmlu ħafna oġġetti sħan oħra, bħal toasters, bnedmin, u elettronika. Dan ifisser li l-erba’ strumenti infra-aħmar ta’ Webb jistgħu jiskopru d-dawl infra-aħmar tagħhom stess. Biex jitnaqqsu dawn l-emissjonijiet, l-istrument irid ikun kiesaħ ħafna — madwar 40 Kelvin, jew nieqes 388 grad Fahrenheit (nieqes 233 grad Celsius). Iżda biex jiffunzjonaw sew, id-ditekters ġewwa l-istrument tan-nofs infra-aħmar, jew MIRI, iridu jiksħu: taħt is-7 Kelvin (nieqes 448 grad Fahrenheit, jew nieqes 266 grad Celsius).
Dak huwa biss ftit gradi 'l fuq miż-żero assolut (0 Kelvin) – l-iktar temperatura kiesħa teoretikament possibbli, għalkemm qatt ma tintlaħaq fiżikament għax tirrappreżenta l-assenza kompleta ta' kwalunkwe sħana. (Madankollu, MIRI mhuwiex l-iktar strument kiesaħ tal-immaġini li jopera fl-ispazju.)
It-temperatura hija essenzjalment kejl ta’ kemm l-atomi jiċċaqalqu malajr, u minbarra li jiskopru d-dawl infra-aħmar tagħhom stess, id-ditekters Webb jistgħu jiġu attivati ​​mill-vibrazzjonijiet termali tagħhom stess. L-MIRI jiskopri d-dawl f’medda ta’ enerġija aktar baxxa mit-tliet strumenti l-oħra. B’riżultat ta’ dan, id-ditekters tiegħu huma aktar sensittivi għall-vibrazzjonijiet termali. Dawn is-sinjali mhux mixtieqa huma dak li l-astronomi jsejħu “storbju,” u jistgħu jegħlbu s-sinjali dgħajfa li Webb qed jipprova jiskopri.
Wara t-tnedija, Webb se juża viżiera daqs qorti tat-tennis li tipproteġi l-MIRI u strumenti oħra mis-sħana tax-xemx, u tippermettilhom jiksħu b'mod passiv. Minn madwar 77 jum wara t-tnedija, il-cryocooler tal-MIRI se jieħu 19-il jum biex inaqqas it-temperatura tad-ditekters tal-istrument għal taħt is-7 Kelvin.
“Huwa relattivament faċli li tkessaħ l-affarijiet għal dik it-temperatura fid-Dinja, ħafna drabi għal applikazzjonijiet xjentifiċi jew industrijali,” qal Konstantin Penanen, espert tal-cryocoolers fil-Jet Propulsion Laboratory tan-NASA fin-Nofsinhar ta’ California, li jimmaniġġja l-istrument MIRI għan-NASA. “Iżda dawk is-sistemi bbażati fuq id-Dinja huma goffi ħafna u ineffiċjenti fl-enerġija. Għal osservatorju spazjali, neħtieġu apparat li jkessaħ li jkun fiżikament kompatt, effiċjenti fl-enerġija, u jrid ikun affidabbli ħafna għax ma nistgħux noħorġu u nsewwuh. Għalhekk dawn huma l-isfidi li qed niffaċċjaw, f’dak ir-rigward, ngħid li l-cryocoolers MIRI huma definittivament fuq quddiem nett.”
Wieħed mill-għanijiet xjentifiċi ta' Webb huwa li jistudja l-proprjetajiet tal-ewwel stilel li ffurmaw fl-univers. Il-kamera qrib l-infra-aħmar ta' Webb jew l-istrument NIRCam se tkun tista' tiskopri dawn l-oġġetti estremament imbiegħda, u l-MIRI se tgħin lix-xjenzati jikkonfermaw li dawn is-sorsi dgħajfa ta' dawl huma gruppi ta' stilel tal-ewwel ġenerazzjoni, aktar milli stilel tat-tieni ġenerazzjoni li ffurmaw aktar tard fl-evoluzzjoni ta' galassja.
Billi tħares lejn sħab tat-trab li huma eħxen minn strumenti tal-infra-aħmar qrib, il-MIRI se tiżvela l-postijiet fejn twieldu l-istilel. Se tiskopri wkoll molekuli li jinstabu komunement fid-Dinja — bħall-ilma, id-dijossidu tal-karbonju u l-metanu, kif ukoll molekuli ta’ minerali tal-blat bħas-silikati — fl-ambjenti kesħin madwar stilel fil-qrib, fejn jistgħu jiffurmaw pjaneti. Strumenti tal-infra-aħmar qrib huma aħjar biex jiskopru dawn il-molekuli bħala fwar f’ambjenti aktar sħan, filwaqt li l-MIRI tista’ tarahom bħala silġ.
“Billi kkombinajna l-kompetenza tal-Istati Uniti u dik Ewropea, żviluppajna l-MIRI bħala l-qawwa ta’ Webb, li se tippermetti lill-astronomi minn madwar id-dinja jwieġbu mistoqsijiet kbar dwar kif jiffurmaw u jevolvu l-istilel, il-pjaneti u l-galassji,” qalet Gillian Wright, Ko-kap tat-tim xjentifiku tal-MIRI u Investigatriċi Prinċipali Ewropea għall-istrument fiċ-Ċentru tat-Teknoloġija Astronomika tar-Renju Unit (UK ATC).
Il-cryocooler MIRI juża gass tal-elju—biżżejjed biex jimla madwar disa’ bżieżaq tal-festa—biex iġorr is-sħana ’l bogħod mid-ditekters tal-istrument. Żewġ kompressuri elettriċi jippompjaw l-elju minn ġo tubu li jestendi sa fejn jinsab id-ditekter. It-tubu jgħaddi minn blokka tal-metall li hija wkoll imwaħħla mad-ditekter; l-elju mkessaħ jassorbi s-sħana żejda mill-blokka, u jżomm it-temperatura operattiva tad-ditekter taħt is-7 Kelvin. Il-gass imsaħħan (iżda xorta kiesaħ) imbagħad jirritorna lejn il-kompressur, fejn ikeċċi s-sħana żejda, u ċ-ċiklu jerġa’ jibda. Fundamentalment, is-sistema hija simili għal dik użata fir-refriġeraturi u l-arja kondizzjonata tad-dar.
Il-pajpijiet li jġorru l-elju huma magħmula minn azzar inossidabbli indurat bid-deheb u għandhom dijametru ta' inqas minn għaxra ta' pulzier (2.5 mm). Dan jestendi madwar 30 pied (10 metri) mill-kompressur li jinsab fiż-żona tax-xarabank tal-vettura spazjali sad-ditekter MIRI fl-element tat-teleskopju ottiku li jinsab wara l-mera primarja tax-xehda tal-osservatorju. Ħardwer imsejjaħ assemblaġġ ta' torri skjerabbli, jew DTA, jgħaqqad iż-żewġ żoni. Meta jkun ippakkjat għat-tnedija, id-DTA jiġi kkompressat, xi ftit bħal pistun, biex jgħin jinstalla l-osservatorju maħżun fil-protezzjoni fuq nett tar-rokit. Ladarba jkun fl-ispazju, it-torri jestendi biex jissepara x-xarabank tal-vettura spazjali f'temperatura tal-kamra mill-istrumenti tat-teleskopju ottiku li jkessħu u jippermetti li x-xemx u t-teleskopju jinfetħu kompletament.
Din l-animazzjoni turi l-eżekuzzjoni ideali tal-iskjerament tat-Teleskopju Spazjali James Webb sigħat u jiem wara t-tnedija. L-espansjoni tal-assemblaġġ tat-torri ċentrali li jista' jiġi skjerat se żżid id-distanza bejn iż-żewġ partijiet tal-MIRI. Dawn huma konnessi permezz ta' tubi spirali b'elju mkessaħ.
Iżda l-proċess ta' titwil jirrikjedi li t-tubu tal-elju jiġi estiż bl-assemblaġġ tat-torri espansibbli. Għalhekk it-tubu jitkebbeb bħal molla, u huwa għalhekk li l-inġiniera tal-MIRI laqqmu din il-parti tat-tubu "Slinky".
“Hemm xi sfidi fil-ħidma fuq sistema li tkopri diversi reġjuni tal-osservatorju,” qalet Analyn Schneider, maniġer tal-programm JPL MIRI. “Dawn ir-reġjuni differenti huma mmexxija minn organizzazzjonijiet jew ċentri differenti, inklużi Northrop Grumman u ċ-Ċentru tat-Titjiriet Spazjali Goddard tan-NASA tal-Istati Uniti, irridu nitkellmu ma’ kulħadd. M’hemm l-ebda ħardwer ieħor fuq it-teleskopju li jeħtieġ li jagħmel dan, għalhekk hija sfida unika għall-MIRI. Żgur li kien hemm triq twila għat-triq tal-cryocoolers tal-MIRI, u aħna lesti li narawha fl-ispazju.”
It-Teleskopju Spazjali James Webb se jitnieda fl-2021 bħala l-aqwa osservatorju tax-xjenza spazjali fid-dinja. Webb se jiskopri l-misteri tas-sistema solari tagħna, iħares lejn dinjiet imbiegħda madwar stilel oħra, u jesplora l-istrutturi u l-oriġini misterjużi tal-univers tagħna u l-post fejn ngħixu. Webb hija inizjattiva internazzjonali mmexxija min-NASA u l-imsieħba tagħha l-ESA (Aġenzija Spazjali Ewropea) u l-Aġenzija Spazjali Kanadiża.
L-MIRI ġiet żviluppata permezz ta’ sħubija ta’ 50-50 bejn in-NASA u l-ESA (Aġenzija Spazjali Ewropea). Il-JPL tmexxi l-isforz tal-Istati Uniti għall-MIRI, u konsorzju multinazzjonali ta’ istituti astronomiċi Ewropej jikkontribwixxi għall-ESA. George Rieke mill-Università ta’ Arizona huwa l-kap tat-tim xjentifiku tal-Istati Uniti tal-MIRI. Gillian Wright hija l-kap tat-tim xjentifiku Ewropew tal-MIRI.
Alistair Glasse tal-ATC, ir-Renju Unit huwa x-Xjentist tal-Istrumenti tal-MIRI u Michael Ressler huwa x-Xjentist tal-Proġett tal-Istati Uniti fil-JPL. Laszlo Tamas tal-ATC tar-Renju Unit imexxi l-Unjoni Ewropea. L-iżvilupp tal-cryocooler MIRI tmexxa u ġie ġestit mill-JPL f'kollaborazzjoni maċ-Ċentru tat-Titjiriet Spazjali Goddard tan-NASA f'Greenbelt, Maryland, u Northrop Grumman f'Redondo Beach, California.