Муҳандисон пас аз рафтан аз Британияи Кабир дар Маркази парвозҳои кайҳонии Годдарди NASA асбоби миёнаи инфрасурхи телескопи кайҳонии Ҷеймс Уэббро "қабул" мекунанд.
Техникҳои парвози JPL Ҷонни Мелендес (рост) ва Ҷо Мора криокардкунандаи MIRI-ро пеш аз фиристодан ба Нортроп Грумман дар Редондо Бич, Калифорния, тафтиш мекунанд. Дар он ҷо, хунуккунанда ба корпуси телескопи Уэбб пайваст карда шудааст.
Ин қисми асбоби MIRI, ки дар озмоишгоҳи Эпплтон дар Рутерфорд, Британияи Кабир дида шудааст, дорои детекторҳои инфрасурх мебошад. Криокаллер аз детектор дуртар ҷойгир аст, зеро он дар ҳарорати баландтар кор мекунад. Найчае, ки гелии хунукро интиқол медиҳад, ду қисмро пайваст мекунад.
MIRI (чап) дар Нортроп Грумман дар соҳили Редондо дар ҳоле ки муҳандисон барои пайваст кардани он ба Модули Асбобҳои Илмии Муттаҳидшуда (ISIM) омодагӣ мебинанд, дар болои чӯби мувозинатӣ нишастааст. ISIM асли Webb, чаҳор асбоби илмӣ мебошад, ки телескопро дар онҳо ҷойгир мекунанд.
Пеш аз он ки асбоби MIRI — яке аз чаҳор асбоби илмӣ дар расадхона — кор кунад, он бояд то қариб хунуктарин ҳарорате, ки модда метавонад ба он бирасад, хунук карда шавад.
Телескопи кайҳонии Ҷеймс Уэбби NASA, ки бояд 24 декабр ба кор андохта шавад, бузургтарин расадхонаи кайҳонӣ дар таърих аст ва он вазифаи ба ҳамин монанд душворро дорад: ҷамъоварии нури инфрасурх аз гӯшаҳои дурдасти коинот, ки ба олимон имкон медиҳад сохтор ва пайдоиши коинотро таҳқиқ кунанд. Коиноти мо ва ҷойгоҳи мо дар он.
Бисёре аз ашёи кайҳонӣ - аз ҷумла ситорагон ва сайёраҳо ва газ ва чангҳое, ки аз онҳо ба вуҷуд меоянд - нури инфрасурхро, ки баъзан радиатсияи гармӣ номида мешавад, мебароранд. Аммо аксари ашёи гарми дигар, ба монанди тостерҳо, одамон ва электроника, низ ҳастанд. Ин маънои онро дорад, ки чор асбоби инфрасурхи Webb метавонанд нури инфрасурхи худро муайян кунанд. Барои кам кардани ин партовҳо, асбоб бояд хеле хунук бошад - тақрибан 40 Келвин ё минуси 388 дараҷаи Фаренгейт (минуси 233 дараҷаи Селсий). Аммо барои дуруст кор кардан, детекторҳои дохили асбоби миёнаи инфрасурх ё MIRI бояд хунуктар шаванд: аз 7 Келвин (минуси 448 дараҷаи Фаренгейт ё минуси 266 дараҷаи Селсий).
Ин танҳо чанд дараҷа болотар аз сифри мутлақ (0 Келвин) аст - хунуктарин ҳарорат аз нигоҳи назариявӣ имконпазир аст, гарчанде ки ба он ҳеҷ гоҳ аз ҷиҳати ҷисмонӣ дастрас нест, зеро он набудани пурраи гармиро ифода мекунад. (Аммо, MIRI хунуктарин асбоби тасвирӣ дар кайҳон нест.)
Ҳарорат асосан ченаки суръати ҳаракати атомҳост ва илова бар муайян кардани нури инфрасурхи худи онҳо, детекторҳои Webb метавонанд аз ҷониби ларзишҳои гармии худи онҳо фаъол шаванд. MIRI нурро дар диапазони энергияи пасттар нисбат ба се асбоби дигар муайян мекунад. Дар натиҷа, детекторҳои он ба ларзишҳои гармӣ ҳассостаранд. Ин сигналҳои номатлуб он чизе ҳастанд, ки астрономҳо "садо" меноманд ва онҳо метавонанд сигналҳои заиферо, ки Webb кӯшиш мекунад муайян кунад, пахш кунанд.
Пас аз ба кор андохтани ин дастгоҳ, Webb як айнаки андозаи майдони теннисро ҷойгир мекунад, ки MIRI ва дигар асбобҳоро аз гармии офтоб муҳофизат мекунад ва ба онҳо имкон медиҳад, ки ба таври ғайрифаъол хунук шаванд. Криокаллери MIRI, ки тақрибан 77 рӯз пас аз ба кор андохтани он оғоз мешавад, 19 рӯзро дар бар мегирад, то ҳарорати детекторҳои асбобро то поён аз 7 Келвин коҳиш диҳад.
Константин Пенанен, коршиноси криокардҳо дар Лабораторияи ҳаракати реактивии NASA дар ҷануби Калифорния, ки асбоби MIRI-ро барои NASA идора мекунад, гуфт: "Дар Замин хунук кардани чизҳо то ин ҳарорат нисбатан осон аст, аксар вақт барои барномаҳои илмӣ ё саноатӣ," гуфт Константин Пенанен, коршиноси криокардҳо дар Лабораторияи ҳаракати реактивии NASA дар ҷануби Калифорния, ки асбоби MIRI-ро барои NASA идора мекунад." Аммо ин системаҳои заминӣ хеле калонҳаҷм ва каммасрафи энергия мебошанд. Барои расадхонаи кайҳонӣ, мо ба хунуккунандаи аз ҷиҳати ҷисмонӣ фишурда ва каммасраф ниёз дорем ва он бояд хеле боэътимод бошад, зеро мо наметавонем берун равем ва онро таъмир кунем. Пас, ин мушкилотест, ки мо бо онҳо рӯбарӯ мешавем. , аз ин рӯ, ман мегӯям, ки криокардҳои MIRI бешубҳа дар сафи пеш қарор доранд."
Яке аз ҳадафҳои илмии Вебб омӯзиши хосиятҳои аввалин ситораҳое мебошад, ки дар коинот ташаккул ёфтаанд. Камераи наздики инфрасурхи Вебб ё асбоби NIRCam метавонад ин объектҳои хеле дурро муайян кунад ва MIRI ба олимон кӯмак мекунад, ки тасдиқ кунанд, ки ин манбаъҳои заифи рӯшноӣ кластерҳои ситораҳои насли аввал мебошанд, на ситораҳои насли дуюм, ки баъдтар дар эволютсияи галактика ташаккул ёфтаанд.
Бо дидани абрҳои чанг, ки аз асбобҳои наздики инфрасурх ғафстаранд, MIRI маконҳои пайдоиши ситораҳоро ошкор мекунад. Он инчунин молекулаҳоеро, ки маъмулан дар Замин мавҷуданд - ба монанди об, гази карбон ва метан, инчунин молекулаҳои маъданҳои сангӣ, ба монанди силикатҳо - дар муҳитҳои хунуки атрофи ситораҳои наздик, ки дар он сайёраҳо метавонанд ташаккул ёбанд, муайян мекунад. Асбобҳои наздики инфрасурх дар муайян кардани ин молекулаҳо ҳамчун буғ дар муҳитҳои гармтар беҳтаранд, дар ҳоле ки MIRI метавонад онҳоро ҳамчун ях бубинад.
Ҷиллиан Райт, ҳамраиси гурӯҳи илмии MIRI ва муҳаққиқи асосии аврупоии ин асбоб дар Маркази технологияҳои астрономии Британияи Кабир (UK ATC), гуфт: "Бо муттаҳид кардани таҷрибаи ИМА ва Аврупо, мо MIRI-ро ҳамчун қудрати Вебб таҳия кардем, ки ба астрономҳо аз саросари ҷаҳон имкон медиҳад, ки ба саволҳои муҳим дар бораи чӣ гуна ташаккул ва таҳаввул ёфтани ситорагон, сайёраҳо ва галактикаҳо посух диҳанд."
Криокаллери MIRI аз гази гелий истифода мебарад — ки барои пур кардани тақрибан нӯҳ пуфак кофӣ аст — то гармиро аз детекторҳои асбоб дур кунад. Ду компрессори барқӣ гелийро тавассути найчае мекашанд, ки то ҷое, ки детектор ҷойгир аст, тӯл мекашад. Найча аз як блоки металлӣ мегузарад, ки ба детектор пайваст карда шудааст; гелии хунукшуда гармии зиёдатиро аз блок ҷаббида мегирад ва ҳарорати кори детекторро аз 7 Келвин пасттар нигоҳ медорад. Сипас гази гармшуда (аммо ҳанӯз хунук) ба компрессор бармегардад, ки дар он ҷо гармии зиёдатиро хориҷ мекунад ва давра аз нав оғоз мешавад. Асосан, система ба системае монанд аст, ки дар яхдонҳои хонагӣ ва кондитсионерҳо истифода мешавад.
Қубурҳое, ки гелийро интиқол медиҳанд, аз пӯлоди зангногири тиллоӣ сохта шудаанд ва диаметри онҳо камтар аз як даҳяки дюйм (2,5 мм) аст. Он тақрибан 30 фут (10 метр) аз компрессоре, ки дар минтақаи автобуси кайҳонӣ ҷойгир аст, то детектори MIRI дар элементи телескопи оптикӣ, ки дар паси оинаи асосии асалшакли расадхона ҷойгир аст, тӯл мекашад. Сахтафзоре, ки маҷмӯаи бурҷи ҷойгиршаванда ё DTA номида мешавад, ин ду минтақаро мепайвандад. Ҳангоми бастабандӣ барои партоб, DTA каме ба поршен фишурда мешавад, то ба насб кардани расадхонаи ҷойгиршуда дар муҳофизати болои мушак кумак кунад. Пас аз ба кайҳон баромадан, бурҷ дароз мешавад, то автобуси кайҳонии ҳарорати хонаро аз асбобҳои телескопи оптикии хунуккунанда ҷудо кунад ва ба соябон ва телескоп имкон диҳад, ки пурра ҷойгир шаванд.
Ин аниматсия иҷрои беҳтарини ҷойгиркунии телескопи кайҳонии Ҷеймс Уэббро соатҳо ва рӯзҳо пас аз партоб нишон медиҳад. Васеъ кардани маҷмӯи бурҷи марказии ҷойгиршаванда масофаи байни ду қисми MIRI-ро зиёд мекунад. Онҳо тавассути найчаҳои спиралӣ бо гелии хунукшуда пайваст карда шудаанд.
Аммо раванди дарозкунӣ талаб мекунад, ки найчаи гелий бо истифода аз васлкунии бурҷи васеъшаванда дароз карда шавад. Аз ин рӯ, найча мисли пружинаҳо печида мешавад, аз ин рӯ муҳандисони MIRI ин қисми найчаро "Слинки" номиданд.
Аналин Шнайдер, менеҷери барномаи JPL MIRI, гуфт: "Дар кор кардан дар системае, ки минтақаҳои сершумори расадхонаро фаро мегирад, баъзе мушкилот вуҷуд доранд. Ин минтақаҳои гуногунро созмонҳо ё марказҳои гуногун, аз ҷумла Нортроп Грумман ва Маркази парвозҳои кайҳонии Годдарди NASA-и ИМА роҳбарӣ мекунанд, мо бояд бо ҳама сӯҳбат кунем. Дар телескоп ягон сахтафзори дигаре нест, ки бояд ин корро кунад, аз ин рӯ, ин як мушкили хоси MIRI аст. Ин бешубҳа як навбати тӯлонӣ барои роҳи криоколлерҳои MIRI буд ва мо омодаем, ки онро дар кайҳон бубинем."
Телескопи кайҳонии Ҷеймс Уэбб соли 2021 ҳамчун расадхонаи пешбари илмҳои кайҳонӣ дар ҷаҳон ба кор андохта мешавад. Уэбб асрори системаи офтобии моро ошкор мекунад, ба оламҳои дури атрофи ситораҳои дигар менигарад ва сохторҳои пурасрор ва пайдоиши коинот ва макони моро меомӯзад. Уэбб як ташаббуси байналмилалӣ аст, ки аз ҷониби NASA ва шарикони он ESA (Оҷонсии кайҳонии Аврупо) ва Оҷонсии кайҳонии Канада роҳбарӣ мешавад.
MIRI тавассути шарикии 50/50 байни NASA ва ESA (Агентии кайҳонии Аврупо) таҳия шудааст. JPL талошҳои ИМА-ро барои MIRI роҳбарӣ мекунад ва як консорсиуми бисёрмиллатии институтҳои астрономии Аврупо ба ESA саҳм мегузорад. Ҷорҷ Рике аз Донишгоҳи Аризона роҳбари гурӯҳи илмии ИМА-и MIRI мебошад. Ҷиллиан Райт роҳбари дастаи илмии аврупоии MIRI мебошад.
Алистер Гласс аз ATC, Британияи Кабир олими асбобҳои MIRI ва Майкл Ресслер олими лоиҳаи амрикоӣ дар JPL мебошанд. Ласло Тамас аз ATC, Британияи Кабир, масъули Иттиҳоди Аврупо мебошад. Таҳияи криокардози MIRI аз ҷониби JPL бо ҳамкории Маркази парвозҳои кайҳонии Годдарди NASA дар Гринбелт, Мэриленд ва Нортроп Грумман дар Редондо Бич, Калифорния роҳбарӣ ва идора карда шуд.