இங்கிலாந்திலிருந்து புறப்பட்ட பிறகு, நாசாவின் கோடார்ட் விண்வெளி விமான மையத்தில் ஜேம்ஸ் வெப் விண்வெளி தொலைநோக்கியின் நடு-அகச்சிவப்பு கருவியை பொறியாளர்கள் "ஏற்றுக்கொள்வதை" நடத்துகிறார்கள்.
கலிபோர்னியாவின் ரெடோண்டோ கடற்கரையில் உள்ள நார்த்ரோப் க்ரம்மனுக்கு அனுப்புவதற்கு முன்பு, JPL விமான தொழில்நுட்ப வல்லுநர்கள் ஜானி மெலண்டெஸ் (வலது) மற்றும் ஜோ மோரா ஆகியோர் MIRI கிரையோகூலரை ஆய்வு செய்கிறார்கள். அங்கு, வெப் தொலைநோக்கியின் உடலில் குளிரூட்டி இணைக்கப்பட்டுள்ளது.
இங்கிலாந்தின் ரதர்ஃபோர்டில் உள்ள ஆப்பிள்டன் ஆய்வகத்தில் காணப்படும் MIRI கருவியின் இந்தப் பகுதியில் அகச்சிவப்பு உணரிகள் உள்ளன. கிரையோகூலர் அதிக வெப்பநிலையில் செயல்படுவதால், கண்டுபிடிப்பாளரிடமிருந்து விலகி அமைந்துள்ளது. குளிர்ந்த ஹீலியத்தை சுமந்து செல்லும் ஒரு குழாய் இரண்டு பிரிவுகளையும் இணைக்கிறது.
ரெடோண்டோ கடற்கரையில் உள்ள நார்த்ரோப் க்ரம்மனில் உள்ள ஒரு சமநிலை கற்றை மீது MIRI (இடது) அமர்ந்திருக்கிறது, பொறியாளர்கள் ஒருங்கிணைந்த அறிவியல் கருவி தொகுதியுடன் (ISIM) இணைக்க மேல்நிலை கிரேன் பயன்படுத்தத் தயாராகிறார்கள். ISIM என்பது வெப்பின் மையமாகும், தொலைநோக்கியை வைத்திருக்கும் நான்கு அறிவியல் கருவிகள்.
ஆய்வகத்தில் உள்ள நான்கு அறிவியல் கருவிகளில் ஒன்றான MIRI கருவி இயங்குவதற்கு முன், அது பருப்பொருள் அடையக்கூடிய மிகக் குறைந்த வெப்பநிலைக்கு குளிர்விக்கப்பட வேண்டும்.
டிசம்பர் 24 ஆம் தேதி ஏவப்படவுள்ள நாசாவின் ஜேம்ஸ் வெப் விண்வெளி தொலைநோக்கி, வரலாற்றில் மிகப்பெரிய விண்வெளி ஆய்வகமாகும், மேலும் இது சமமான கடினமான பணியைக் கொண்டுள்ளது: பிரபஞ்சத்தின் தொலைதூர மூலைகளிலிருந்து அகச்சிவப்பு ஒளியைச் சேகரித்து, விஞ்ஞானிகள் பிரபஞ்சத்தின் அமைப்பு மற்றும் தோற்றத்தை ஆராய அனுமதிக்கிறது. நமது பிரபஞ்சம் மற்றும் அதில் நமது இடம்.
நட்சத்திரங்கள் மற்றும் கோள்கள், அவை உருவாகும் வாயு மற்றும் தூசி உட்பட பல அண்டப் பொருட்கள் அகச்சிவப்பு ஒளியை வெளியிடுகின்றன, இது சில நேரங்களில் வெப்ப கதிர்வீச்சு என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஆனால் டோஸ்டர்கள், மனிதர்கள் மற்றும் மின்னணுவியல் போன்ற பெரும்பாலான சூடான பொருட்களும் அவ்வாறே உள்ளன. அதாவது வெப்பின் நான்கு அகச்சிவப்பு கருவிகள் அவற்றின் சொந்த அகச்சிவப்பு ஒளியைக் கண்டறிய முடியும். இந்த உமிழ்வுகளைக் குறைக்க, கருவி மிகவும் குளிராக இருக்க வேண்டும் - சுமார் 40 கெல்வின், அல்லது மைனஸ் 388 டிகிரி பாரன்ஹீட் (மைனஸ் 233 டிகிரி செல்சியஸ்). ஆனால் சரியாகச் செயல்பட, மிட்-இன்ஃப்ராரெட் கருவி அல்லது MIRI க்குள் இருக்கும் டிடெக்டர்கள் குளிர்ச்சியடைய வேண்டும்: 7 கெல்வினுக்குக் கீழே (மைனஸ் 448 டிகிரி பாரன்ஹீட் அல்லது மைனஸ் 266 டிகிரி செல்சியஸ்).
அது முழுமையான பூஜ்ஜியத்தை விட (0 கெல்வின்) ஒரு சில டிகிரி மேலே உள்ளது - கோட்பாட்டளவில் சாத்தியமான மிகக் குறைந்த வெப்பநிலை, இருப்பினும் இது ஒருபோதும் உடல் ரீதியாக அடைய முடியாது, ஏனெனில் இது எந்த வெப்பமும் முழுமையாக இல்லாததைக் குறிக்கிறது. (இருப்பினும், MIRI விண்வெளியில் இயங்கும் மிகக் குளிரான இமேஜிங் கருவி அல்ல.)
வெப்பநிலை என்பது அணுக்கள் எவ்வளவு வேகமாக நகர்கின்றன என்பதற்கான அளவீடு ஆகும், மேலும் அவற்றின் சொந்த அகச்சிவப்பு ஒளியைக் கண்டறிவதோடு கூடுதலாக, வெப் டிடெக்டர்களை அவற்றின் சொந்த வெப்ப அதிர்வுகளால் தூண்டலாம். MIRI மற்ற மூன்று கருவிகளை விட குறைந்த ஆற்றல் வரம்பில் ஒளியைக் கண்டறிகிறது. இதன் விளைவாக, அதன் டிடெக்டர்கள் வெப்ப அதிர்வுகளுக்கு அதிக உணர்திறன் கொண்டவை. இந்த தேவையற்ற சமிக்ஞைகளை வானியலாளர்கள் "சத்தம்" என்று அழைக்கிறார்கள், மேலும் அவை வெப் கண்டறிய முயற்சிக்கும் மங்கலான சமிக்ஞைகளை மூழ்கடிக்கக்கூடும்.
ஏவப்பட்ட பிறகு, வெப் நிறுவனம் டென்னிஸ் கோர்ட் அளவிலான விசரைப் பயன்படுத்தும், இது MIRI மற்றும் பிற கருவிகளை சூரிய வெப்பத்திலிருந்து பாதுகாக்கும், இதனால் அவை செயலற்ற முறையில் குளிர்விக்க அனுமதிக்கும். ஏவப்பட்ட சுமார் 77 நாட்களுக்குப் பிறகு, MIRI இன் கிரையோகூலர் கருவியின் கண்டுபிடிப்பாளர்களின் வெப்பநிலையை 7 கெல்வினுக்குக் கீழே குறைக்க 19 நாட்கள் எடுக்கும்.
"பூமியில் உள்ள அந்த வெப்பநிலைக்கு பொருட்களை குளிர்விப்பது ஒப்பீட்டளவில் எளிதானது, பெரும்பாலும் அறிவியல் அல்லது தொழில்துறை பயன்பாடுகளுக்கு," என்று தெற்கு கலிபோர்னியாவில் உள்ள நாசாவின் ஜெட் ப்ராபல்ஷன் ஆய்வகத்தில் கிரையோகூலர் நிபுணர் கான்ஸ்டான்டின் பெனனென் கூறினார். இது நாசாவிற்கான MIRI கருவியை நிர்வகிக்கிறது." ஆனால் அந்த பூமி சார்ந்த அமைப்புகள் மிகவும் பருமனானவை மற்றும் ஆற்றல் திறனற்றவை. ஒரு விண்வெளி ஆய்வகத்திற்கு, நமக்கு உடல் ரீதியாக கச்சிதமான, ஆற்றல் திறன் கொண்ட ஒரு குளிரூட்டி தேவை, மேலும் அது மிகவும் நம்பகமானதாக இருக்க வேண்டும், ஏனெனில் நாம் வெளியே சென்று அதை சரிசெய்ய முடியாது. எனவே இவை நாம் எதிர்கொள்ளும் சவால்கள். , அந்த வகையில், MIRI கிரையோகூலர்கள் நிச்சயமாக முன்னணியில் உள்ளன என்று நான் கூறுவேன்.
வெப்பின் அறிவியல் இலக்குகளில் ஒன்று, பிரபஞ்சத்தில் உருவான முதல் நட்சத்திரங்களின் பண்புகளை ஆய்வு செய்வதாகும். வெப்பின் அருகிலுள்ள அகச்சிவப்பு கேமரா அல்லது NIRCam கருவி இந்த மிக தொலைதூர பொருட்களைக் கண்டறிய முடியும், மேலும் இந்த மங்கலான ஒளி மூலங்கள், விண்மீன் பரிணாம வளர்ச்சியில் பின்னர் உருவான இரண்டாம் தலைமுறை நட்சத்திரங்களை விட, முதல் தலைமுறை நட்சத்திரங்களின் கொத்துகள் என்பதை விஞ்ஞானிகள் உறுதிப்படுத்த MIRI உதவும்.
அருகிலுள்ள நட்சத்திரங்களைச் சுற்றியுள்ள குளிர்ந்த சூழல்களில், கோள்கள் உருவாகக்கூடிய நீர், கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் மீத்தேன் போன்ற பூமியில் பொதுவாகக் காணப்படும் மூலக்கூறுகளையும், சிலிகேட் போன்ற பாறை தாதுக்களின் மூலக்கூறுகளையும் இது கண்டறியும். வெப்பமான சூழல்களில் இந்த மூலக்கூறுகளை நீராவியாகக் கண்டறிவதில் அருகிலுள்ள அகச்சிவப்பு கருவிகள் சிறந்தவை, அதே நேரத்தில் MIRI அவற்றை பனியாகப் பார்க்க முடியும்.
"அமெரிக்க மற்றும் ஐரோப்பிய நிபுணத்துவத்தை இணைப்பதன் மூலம், உலகெங்கிலும் உள்ள வானியலாளர்கள் நட்சத்திரங்கள், கோள்கள் மற்றும் விண்மீன் திரள்கள் எவ்வாறு உருவாகின்றன மற்றும் உருவாகின்றன என்பது பற்றிய பெரிய கேள்விகளுக்கு பதிலளிக்க உதவும் வகையில், வெப்பின் சக்தியாக MIRI ஐ உருவாக்கியுள்ளோம்," என்று MIRI அறிவியல் குழுவின் இணைத் தலைவரும், UK வானியல் தொழில்நுட்ப மையத்தில் (UK ATC) கருவிக்கான ஐரோப்பிய முதன்மை ஆய்வாளருமான கில்லியன் ரைட் கூறினார்.
MIRI கிரையோகூலர், கருவியின் டிடெக்டர்களில் இருந்து வெப்பத்தை எடுத்துச் செல்ல ஹீலியம் வாயுவைப் பயன்படுத்துகிறது - சுமார் ஒன்பது பார்ட்டி பலூன்களை நிரப்ப போதுமானது. இரண்டு மின்சார அமுக்கிகள் டிடெக்டர் அமைந்துள்ள இடத்திற்கு நீட்டிக்கப்படும் ஒரு குழாய் வழியாக ஹீலியத்தை பம்ப் செய்கின்றன. குழாய் டிடெக்டருடன் இணைக்கப்பட்ட ஒரு உலோகத் தொகுதி வழியாக இயங்குகிறது; குளிரூட்டப்பட்ட ஹீலியம் தொகுதியிலிருந்து அதிகப்படியான வெப்பத்தை உறிஞ்சி, டிடெக்டரின் இயக்க வெப்பநிலையை 7 கெல்வினுக்குக் கீழே வைத்திருக்கிறது. சூடான (ஆனால் இன்னும் குளிராக) வாயு பின்னர் கம்ப்ரசருக்குத் திரும்புகிறது, அங்கு அது அதிகப்படியான வெப்பத்தை வெளியேற்றுகிறது, மேலும் சுழற்சி மீண்டும் தொடங்குகிறது. அடிப்படையில், இந்த அமைப்பு வீட்டு குளிர்சாதன பெட்டிகள் மற்றும் ஏர் கண்டிஷனர்களில் பயன்படுத்தப்படுவதைப் போன்றது.
ஹீலியத்தை எடுத்துச் செல்லும் குழாய்கள் தங்க முலாம் பூசப்பட்ட துருப்பிடிக்காத எஃகு மூலம் தயாரிக்கப்படுகின்றன, மேலும் அவை ஒரு அங்குலத்தில் பத்தில் ஒரு பங்கு (2.5 மிமீ) விட்டம் கொண்டவை. இது விண்கல பஸ் பகுதியில் அமைந்துள்ள கம்ப்ரசரிலிருந்து ஆய்வகத்தின் தேன்கூடு முதன்மை கண்ணாடியின் பின்னால் அமைந்துள்ள ஒளியியல் தொலைநோக்கி உறுப்பில் உள்ள MIRI டிடெக்டர் வரை சுமார் 30 அடி (10 மீட்டர்) வரை நீண்டுள்ளது. டிப்ளாய் செய்யக்கூடிய கோபுர அசெம்பிளி அல்லது DTA எனப்படும் வன்பொருள் இரண்டு பகுதிகளையும் இணைக்கிறது. ஏவுதலுக்காக பேக் செய்யப்படும்போது, ​​DTA ஒரு பிஸ்டன் போல சுருக்கப்பட்டு, ராக்கெட்டின் மேல் உள்ள பாதுகாப்பில் சேமிக்கப்பட்ட ஆய்வகத்தை நிறுவ உதவுகிறது. விண்வெளியில் ஒருமுறை, அறை-வெப்பநிலை விண்கல பஸ்ஸை குளிரான ஆப்டிகல் தொலைநோக்கி கருவிகளிலிருந்து பிரிக்கவும், சூரிய நிழல் மற்றும் தொலைநோக்கியை முழுமையாகப் பயன்படுத்த அனுமதிக்கவும் கோபுரம் நீட்டிக்கப்படும்.
இந்த அனிமேஷன் ஏவப்பட்ட சில மணிநேரங்கள் மற்றும் நாட்களுக்குப் பிறகு ஜேம்ஸ் வெப் விண்வெளி தொலைநோக்கி பயன்படுத்தலின் சிறந்த செயல்பாட்டைக் காட்டுகிறது. மையத்தில் பயன்படுத்தக்கூடிய கோபுர அசெம்பிளியின் விரிவாக்கம் MIRI இன் இரண்டு பகுதிகளுக்கும் இடையிலான தூரத்தை அதிகரிக்கும். அவை குளிர்ந்த ஹீலியத்துடன் ஹெலிகல் குழாய்களால் இணைக்கப்பட்டுள்ளன.
ஆனால் நீட்டிப்பு செயல்முறைக்கு ஹீலியம் குழாயை விரிவாக்கக்கூடிய கோபுர அசெம்பிளியுடன் நீட்டிக்க வேண்டும். எனவே குழாய் ஒரு ஸ்பிரிங் போல சுருண்டு விடுகிறது, அதனால்தான் MIRI பொறியாளர்கள் குழாயின் இந்தப் பகுதிக்கு "ஸ்லிங்கி" என்று செல்லப்பெயர் சூட்டினர்.
"கண்காணிப்பு மையத்தின் பல பகுதிகளை உள்ளடக்கிய ஒரு அமைப்பில் பணிபுரிவதில் சில சவால்கள் உள்ளன," என்று JPL MIRI திட்ட மேலாளர் அனலின் ஷ்னைடர் கூறினார். "இந்த வெவ்வேறு பகுதிகள் நார்த்ரோப் க்ரம்மன் மற்றும் அமெரிக்க நாசாவின் கோடார்ட் விண்வெளி விமான மையம் உள்ளிட்ட பல்வேறு அமைப்புகள் அல்லது மையங்களால் வழிநடத்தப்படுகின்றன, நாங்கள் அனைவரிடமும் பேச வேண்டும். அதைச் செய்ய வேண்டிய வேறு எந்த வன்பொருளும் தொலைநோக்கியில் இல்லை, எனவே இது MIRI க்கு தனித்துவமான ஒரு சவாலாகும். MIRI கிரையோகூலர்ஸ் சாலைக்கு இது நிச்சயமாக ஒரு நீண்ட வரிசையாக இருந்து வருகிறது, மேலும் அதை விண்வெளியில் பார்க்க நாங்கள் தயாராக இருக்கிறோம்."
ஜேம்ஸ் வெப் விண்வெளி தொலைநோக்கி 2021 ஆம் ஆண்டில் உலகின் முதன்மையான விண்வெளி அறிவியல் ஆய்வகமாகத் தொடங்கப்படும். வெப் நமது சூரிய மண்டலத்தின் மர்மங்களை அவிழ்த்து, மற்ற நட்சத்திரங்களைச் சுற்றியுள்ள தொலைதூர உலகங்களைப் பார்த்து, நமது பிரபஞ்சத்தின் மற்றும் நமது இடத்தின் மர்மமான கட்டமைப்புகள் மற்றும் தோற்றத்தை ஆராயும். வெப் என்பது நாசா மற்றும் அதன் கூட்டாளிகளான ESA (ஐரோப்பிய விண்வெளி நிறுவனம்) மற்றும் கனடிய விண்வெளி நிறுவனம் தலைமையிலான ஒரு சர்வதேச முயற்சியாகும்.
MIRI, NASA மற்றும் ESA (ஐரோப்பிய விண்வெளி நிறுவனம்) இடையேயான 50-50 கூட்டாண்மை மூலம் உருவாக்கப்பட்டது. MIRIக்கான அமெரிக்க முயற்சியை JPL வழிநடத்துகிறது, மேலும் ஐரோப்பிய வானியல் நிறுவனங்களின் பன்னாட்டு கூட்டமைப்பு ESAக்கு பங்களிக்கிறது. அரிசோனா பல்கலைக்கழகத்தைச் சேர்ந்த ஜார்ஜ் ரீக் MIRIயின் அமெரிக்க அறிவியல் குழுத் தலைவராக உள்ளார். கில்லியன் ரைட் MIRIயின் ஐரோப்பிய அறிவியல் குழுவின் தலைவராக உள்ளார்.
ATC, UK-வின் Alistair Glasse என்பவர் MIRI கருவி விஞ்ஞானியாகவும், Michael Ressler என்பவர் JPL-ல் அமெரிக்க திட்ட விஞ்ஞானியாகவும் உள்ளார். UK ATC-யின் Laszlo Tamas என்பவர் ஐரோப்பிய ஒன்றியத்தின் பொறுப்பாளராக உள்ளார். MIRI கிரையோகூலரின் மேம்பாட்டை JPL, மேரிலாந்தின் கிரீன்பெல்ட்டில் உள்ள நாசாவின் கோடார்ட் விண்வெளி விமான மையம் மற்றும் கலிபோர்னியாவின் ரெடோண்டோ கடற்கரையில் உள்ள நார்த்ரோப் க்ரம்மன் ஆகியோருடன் இணைந்து வழிநடத்தி நிர்வகித்துள்ளது.