Para insinyur ngalaksanakeun "panampi" instrumen infrabeureum tengah Teleskop Luar Angkasa James Webb di Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA saatos angkat ti Inggris.
Teknisi penerbangan JPL Johnny Melendez (katuhu) sareng Joe Mora mariksa cryocooler MIRI sateuacan dikirimkeun ka Northrop Grumman di Redondo Beach, California. Di dinya, pendinginna dipasangkeun kana awak teleskop Webb.
Bagian tina instrumén MIRI ieu, anu katingali di Laboratorium Appleton di Rutherford, Inggris, ngandung detektor infrabeureum. Cryocooler ayana jauh ti detektor sabab beroperasi dina suhu anu langkung luhur. Tabung anu ngandung hélium tiis nyambungkeun dua bagian éta.
MIRI (kénca) aya dina balok kasaimbangan di Northrop Grumman di Redondo Beach nalika para insinyur nyiapkeun ngagunakeun crane overhead pikeun masangkeunana kana Modul Instrumen Ilmiah Terpadu (ISIM). ISIM nyaéta inti Webb, opat instrumen sains anu nampung teleskop.
Sateuacan instrumen MIRI — salah sahiji tina opat instrumen sains di observatorium — tiasa beroperasi, éta kedah didinginkan dugi ka suhu anu ampir paling tiis anu tiasa kahontal ku materi.
Teleskop Luar Angkasa James Webb NASA, anu dijadwalkeun diluncurkeun dina 24 Désémber, nyaéta observatorium luar angkasa panggedéna dina sajarah, sareng éta gaduh tugas anu sami-sami nangtang: ngumpulkeun cahaya infra red ti juru-juru jagat raya anu jauh, ngamungkinkeun para ilmuwan pikeun nalungtik struktur sareng asal-usul jagat raya. Jagat raya urang sareng tempat urang di jerona.
Seueur objék kosmik — kalebet béntang sareng planét, sareng gas sareng lebu anu ngabentukna — ngaluarkeun cahaya infra red, sakapeung disebut radiasi termal. Tapi kitu ogé kalolobaan objék haneut anu sanés, sapertos toaster, manusa, sareng éléktronik. Éta hartosna opat instrumen infra red Webb tiasa ngadeteksi cahaya infra red sorangan. Pikeun ngirangan émisi ieu, instrumen kedah tiis pisan — sakitar 40 Kelvin, atanapi minus 388 derajat Fahrenheit (minus 233 derajat Celsius). Tapi supados tiasa fungsina leres, detektor di jero instrumen infra red tengah, atanapi MIRI, kedah langkung tiis: di handap 7 Kelvin (minus 448 derajat Fahrenheit, atanapi minus 266 derajat Celsius).
Éta ngan sababaraha derajat di luhur enol absolut (0 Kelvin) – suhu pangtiisna sacara téoritis mungkin, sanaos sacara fisik teu pernah tiasa kahontal sabab ngagambarkeun henteuna panas. (Nanging, MIRI sanés alat pencitraan pangtiisna anu beroperasi di luar angkasa.)
Suhu dasarna mangrupa ukuran sabaraha gancang atom gerak, sareng salian ti ngadeteksi cahaya infra red sorangan, detektor Webb tiasa dipicu ku geteran termal sorangan. MIRI ngadeteksi cahaya dina rentang énergi anu langkung handap tibatan tilu instrumen anu sanés. Hasilna, detektorna langkung sénsitip kana geteran termal. Sinyal anu teu dihoyongkeun ieu anu disebut ku astronom "noise," sareng éta tiasa ngaleuwihan sinyal samar anu dicobian dideteksi ku Webb.
Saatos diluncurkeun, Webb bakal masang visor ukuran lapangan ténis anu ngajagi MIRI sareng instrumen sanésna tina panas panonpoé, ngamungkinkeun aranjeunna niiskeun sacara pasif. Dimimitian sakitar 77 dinten saatos diluncurkeun, cryocooler MIRI bakal nyandak 19 dinten pikeun ngirangan suhu detektor instrumen ka handap 7 Kelvin.
"Di Bumi, relatif gampang pikeun niiskeun barang-barang dugi ka suhu éta, seringna pikeun aplikasi ilmiah atanapi industri," saur Konstantin Penanen, ahli cryocooler di Jet Propulsion Laboratory NASA di California Kidul. , anu ngatur instrumen MIRI pikeun NASA. "Tapi sistem anu berbasis di Bumi éta ageung pisan sareng henteu efisien énergi. Pikeun observatorium luar angkasa, urang peryogi pendingin anu sacara fisik kompak, hemat énergi, sareng éta kedah dipercaya pisan sabab urang moal tiasa kaluar sareng ngalereskeunana. Janten ieu tantangan anu urang hadapi. , dina hal éta, kuring bakal nyarios yén cryocooler MIRI pasti aya di garis payun."
Salah sahiji tujuan ilmiah Webb nyaéta pikeun nalungtik sipat-sipat béntang munggaran anu kabentuk di jagat raya. Kaméra infrabeureum deukeut Webb atanapi instrumen NIRCam bakal tiasa ngadeteksi objék anu jauh pisan ieu, sareng MIRI bakal ngabantosan para ilmuwan mastikeun yén sumber cahaya anu samar ieu mangrupikeun gugusan béntang generasi kahiji, tinimbang béntang generasi kadua anu kabentuk engké dina évolusi galaksi.
Ku cara ningali awan lebu anu langkung kandel tibatan instrumen caket infrabeureum, MIRI bakal ngungkabkeun tempat lahirna béntang. Éta ogé bakal ngadeteksi molekul anu umumna kapanggih di Bumi — sapertos cai, karbon dioksida sareng métana, ogé molekul mineral batu sapertos silikat — dina lingkungan tiis di sakitar béntang caket dieu, dimana planét tiasa kabentuk. Instrumen caket infrabeureum langkung saé dina ngadeteksi molekul ieu salaku uap dina lingkungan anu langkung panas, sedengkeun MIRI tiasa ningalina salaku és.
"Ku ngagabungkeun kaahlian AS sareng Éropa, kami parantos ngembangkeun MIRI salaku kakuatan Webb, anu bakal ngamungkinkeun para astronom ti sakumna dunya pikeun ngajawab patarosan ageung ngeunaan kumaha béntang, planét, sareng galaksi kabentuk sareng mekar," saur Gillian Wright, Ko-pamimpin tim élmu MIRI sareng Panalungtik Utama Éropa pikeun instrumen di Pusat Téknologi Astronomi Inggris (UK ATC).
Cryocooler MIRI nganggo gas hélium—cukup pikeun ngeusian sakitar salapan balon pésta—pikeun mawa panas jauh ti detektor instrumen. Dua kompresor listrik ngompa hélium ngaliwatan tabung anu manjang ka tempat detektor ayana. Tabung éta ngalir ngaliwatan blok logam anu ogé napel kana detektor; hélium anu tiis nyerep panas anu kaleuleuwihi tina blok, ngajaga suhu operasi detektor di handap 7 Kelvin. Gas anu dipanaskeun (tapi tetep tiis) teras uih deui ka kompresor, dimana éta ngaluarkeun panas anu kaleuleuwihi, sareng siklus dimimitian deui. Sacara dasarna, sistem ieu sami sareng anu dianggo dina kulkas sareng AC rumah tangga.
Pipa-pipa anu mawa hélium didamel tina baja tahan karat anu dilapis emas sareng diaméterna kirang ti sapersapuluh inci (2,5 mm). Éta manjang sakitar 30 kaki (10 méter) ti kompresor anu aya di daérah beus pesawat ruang angkasa ka detektor MIRI dina élémen teleskop optik anu aya di tukangeun eunteung primér sarang tawon observatorium. Parangkat keras anu disebut rakitan menara anu tiasa disebarkeun, atanapi DTA, nyambungkeun dua daérah éta. Nalika dipak pikeun diluncurkeun, DTA dikomprés, sapertos piston, pikeun ngabantosan masang observatorium anu disimpen kana panyalindungan di luhur roket. Sakali di luar angkasa, menara bakal manjang pikeun misahkeun beus pesawat ruang angkasa suhu kamar tina instrumen teleskop optik anu langkung tiis sareng ngamungkinkeun payung panonpoé sareng teleskop dipasang sapinuhna.
Animasi ieu nunjukkeun palaksanaan idéal tina palaksanaan Teleskop Luar Angkasa James Webb sababaraha jam sareng dinten saatos diluncurkeun. Ékspansi rakitan menara pusat anu tiasa dipasang bakal ningkatkeun jarak antara dua bagian MIRI. Éta dihubungkeun ku tabung héliks sareng hélium anu didinginkan.
Tapi prosés elongasi meryogikeun tabung hélium dipanjangkeun ku rakitan menara anu tiasa dilegaan. Janten tabungna ngagulung sapertos pegas, éta sababna insinyur MIRI ngajuluki bagian tabung ieu "Slinky".
"Aya sababaraha tantangan dina ngagarap sistem anu ngawengku sababaraha daérah observatorium," saur Analyn Schneider, manajer program JPL MIRI. "Daérah-daérah anu béda ieu dipingpin ku organisasi atanapi pusat anu béda, kalebet Northrop Grumman sareng Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA AS, urang kedah nyarios sareng sadayana. Teu aya perangkat keras sanés dina teleskop anu kedah ngalakukeun éta, janten éta mangrupikeun tantangan anu unik pikeun MIRI. Éta pasti parantos janten antrian anu panjang pikeun jalan cryocoolers MIRI, sareng urang siap ningali éta di luar angkasa."
Teleskop Luar Angkasa James Webb bakal diluncurkeun dina taun 2021 salaku observatorium élmu luar angkasa utama di dunya. Webb bakal ngabongkar misteri tata surya urang, ningali ka dunya anu jauh di sakitar béntang-béntang sanés, sareng ngajalajah struktur misterius sareng asal-usul alam semesta sareng tempat urang. Webb mangrupikeun inisiatif internasional anu dipingpin ku NASA sareng mitra-mitrana ESA (Badan Luar Angkasa Éropa) sareng Badan Luar Angkasa Kanada.
MIRI dikembangkeun ngaliwatan partnership 50-50 antara NASA sareng ESA (European Space Agency). JPL mingpin usaha AS pikeun MIRI, sareng konsorsium multinasional lembaga astronomi Éropa nyumbang ka ESA. George Rieke ti Universitas Arizona nyaéta pamimpin tim sains MIRI AS. Gillian Wright nyaéta kapala tim ilmiah Éropa MIRI.
Alistair Glasse ti ATC, Inggris nyaéta Élmuwan Instrumen MIRI sareng Michael Ressler nyaéta Élmuwan Proyék AS di JPL. Laszlo Tamas ti ATC Inggris ngajalankeun Uni Éropa. Pangwangunan cryocooler MIRI dipingpin sareng dikelola ku JPL kalayan kerjasama sareng Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA di Greenbelt, Maryland, sareng Northrop Grumman di Redondo Beach, California.