Inženerler Beýik Britaniýadan uçandan soň NASA-nyň Goddard kosmos uçuş merkezinde Jeýms Webb kosmos teleskopynyň orta infragyzyl guralyny "kabul ediş" geçirýärler.
JPL-iň uçuş tehnikleri Jonni Melendez (sagda) we Jo Mora MIRI kriosowadyjysyny Kaliforniýanyň Redondo Biç şäherindäki Northrop Grummana ibermezden öň ony barlaýarlar. Şol ýerde sowadyjy Webb teleskopynyň göwresine berkidilen.
Beýik Britaniýanyň Rezerford şäherindäki Appleton laboratoriýasynda görülen MIRI guralynyň bu bölegi infragyzyl detektorlary öz içine alýar. Kriosowadyjy has ýokary temperaturada işleýändigi üçin detektordan uzakda ýerleşýär. Sowuk geliý daşaýan turba iki bölegi birleşdirýär.
MIRI (çepde) Redondo plýažyndaky Northrop Grumman-da deňagram şöhlesinde oturýar, inženerler ony Integrasiýalaşdyrylan Ylmy Enjamlar Modulyna (ISIM) birikdirmek üçin ýokardan krany ulanmaga taýýarlanýarlar. ISIM teleskopy ýerleşdirýän dört ylmy enjam bolan Webb-iň esasydyr.
Obserwatoriýadaky dört ylmy enjamyň biri bolan MIRI enjamy işläp başlamazdan öň, ony maddanyň ýetip biljek iň sowuk temperaturasyna çenli sowatmaly.
NASA-nyň 24-nji dekabrda uçurylmaly bolan Jeýms Webb kosmos teleskopy taryhdaky iň uly kosmos gözegçisidir we onuň hem şeýle kyn wezipesi bar: älemiň uzak künjeklerinden infragyzyl şöhleleri ýygnamak, alymlara älemiň gurluşyny we gelip çykyşyny, biziň älemimizi we ondaky ornumyzy öwrenmäge mümkinçilik bermek.
Kosmosyň köp sanly jisimleri - ýyldyzlar we planetalar, şeýle hem olaryň emele getirýän gazy we tozany - käwagt termal şöhlelenme diýlip atlandyrylýan infragyzyl şöhle çykarýar. Emma tosterler, adamlar we elektronika ýaly beýleki köp ýyly jisimler hem şeýle. Bu, Webb-iň dört infragyzyl guralynyň öz infragyzyl şöhlesini duýup bilýändigini aňladýar. Bu şöhleleri azaltmak üçin gural örän sowuk bolmaly - takmynan 40 Kelwin ýa-da minus 388 gradus Farengeýt (minus 233 gradus Selsiý). Emma dogry işlemek üçin orta infragyzyl guralyň ýa-da MIRI-iň içindäki detektorlar has sowuk bolmaly: 7 Kelwinden aşak (minus 448 gradus Farengeýt ýa-da minus 266 gradus Selsiý).
Bu absolýut noldan bary-ýogy birnäçe gradus ýokary (0 Kelwin) – nazary taýdan mümkin bolan iň sowuk temperatura, emma fiziki taýdan hiç haçan ýetip bolmaýar, sebäbi ol hiç hili ýylylygyň düýbünden ýokdugyny görkezýär. (Şeýle-de bolsa, MIRI kosmosda işleýän iň sowuk suratlandyryş guraly däl.)
Temperatura, esasan, atomlaryň nähili tiz hereket edýändiginiň ölçegidir we öz infragyzyl şöhlesini anyklamakdan başga-da, Webb detektorlaryny öz termal titremeleri arkaly işledip bolýar. MIRI beýleki üç gurala garanyňda has pes energiýa aralygyndaky ýagtylygy anyklaýar. Netijede, onuň detektorlary termal titremelere has duýgur bolýar. Bu islenmeýän signallar astronomlaryň "şowhun" diýip atlandyrýan zatlarydyr we olar Webb-iň anyklamaga synanyşýan gowşak signallaryny basyp ýatyryp bilýärler.
Uçurylandan soň, Webb, MIRI we beýleki gurallary günüň yssysyndan goraýan we olaryň passiw sowamagyna mümkinçilik berýän tennis kortunyň ululygyndaky gözlük ýerleşdirer. Uçurylandan takmynan 77 gün soň, MIRI-niň kriosowadyjysy guralyň detektorlarynyň temperaturasyny 7 Kelwinden aşak düşürmek üçin 19 gün gerek bolar.
“Ýer ýüzünde zatlary şol temperatura çenli sowatmak, köplenç ylmy ýa-da senagat ulanylyşlary üçin, deňeşdirme boýunça aňsat”, diýip NASA-nyň Günorta Kaliforniýadaky Reaktiv hereketlendiriji laboratoriýasynyň kriosowadyjy boýunça bilermeni Konstantin Penanen aýtdy. Ol NASA üçin MIRI guralyny dolandyrýar. “Emma Ýerde ýerleşýän bu ulgamlar örän göwrümli we energiýa taýdan netijeli däl. Kosmos gözegçisi üçin bize fiziki taýdan ykjam, energiýa taýdan netijeli sowadyjy gerek we ol örän ygtybarly bolmaly, sebäbi biz ony daşary çykyp düzedip bilmeris. Şonuň üçin biziň ýüzbe-ýüz bolýan kynçylyklarymyz şular. Bu babatda, MIRI kriosowadyjylarynyň, elbetde, öňde barýandygyny aýdardym.”
Webb-iň ylmy maksatlarynyň biri älemde emele gelen ilkinji ýyldyzlaryň häsiýetlerini öwrenmekdir. Webb-iň ýakyn infragyzyl kamerasy ýa-da NIRCam enjamy bu örän uzakdaky obýektleri anyklap biler we MIRI alymlara bu gowşak ýagtylyk çeşmeleriniň galaktika ewolýusiýasynda soňra emele gelen ikinji nesil ýyldyzlaryň däl-de, birinji nesil ýyldyzlaryň klasterleridigini tassyklamaga kömek eder.
MIRI golaý infragyzyl gurallardan has galyň tozan bulutlaryna seretmek arkaly ýyldyzlaryň dörän ýerlerini açyp görkezer. Şeýle hem, ol Ýer ýüzünde giňden ýaýran molekulalary - suw, uglerod dioksidi we metan ýaly molekulalary, şeýle hem planetalaryň emele gelip biljek golaý ýyldyzlaryň töweregindäki sowuk gurşawlarda, silikatlar ýaly daşly minerallaryň molekulalaryny ýüze çykarar. Ýakyn infragyzyl gurallar bu molekulalary has yssy gurşawlarda bug hökmünde ýüze çykarmakda has gowy, MIRI bolsa olary buz hökmünde görüp bilýär.
“ABŞ-nyň we Ýewropanyň tejribesini birleşdirip, biz MIRI-ni Webb-iň güýji hökmünde işläp düzdik, bu bolsa dünýäniň dürli künjeginden astronomlara ýyldyzlaryň, planetalaryň we galaktikalaryň nähili emele gelýändigi we ösýändigi baradaky uly soraglara jogap bermäge mümkinçilik berer” diýip, MIRI ylmy toparynyň bilelikdäki ýolbaşçysy we Beýik Britaniýanyň Astronomiýa Tehnologiýa Merkeziniň (UK ATC) guralynyň Ýewropa boýunça baş derňewçisi Gillian Raýt aýtdy.
MIRI kriosowadyjysy enjamyň detektorlaryndan ýylylygy daşamak üçin geliý gazyny ulanýar - takmynan dokuz sany şar doldurmaga ýeterlik -. Iki elektrik kompressory geliýi detektoryň ýerleşýän ýerine çenli uzalýan turbadan geçirýär. Turba detektora berkidilen metal blokdan geçýär; sowadylan geliý blokdan artykmaç ýylylygy özüne siňdirýär we detektoryň iş temperaturasyny 7 Kelwinden aşakda saklaýar. Soňra gyzdyrylan (ýöne henizem sowuk) gaz kompressora gaýdyp gelýär we ol ýerde artykmaç ýylylygy çykarýar we sikl täzeden başlaýar. Esasan, ulgam öý sowadyjylarynda we kondisionerlerde ulanylýan ulgama meňzeýär.
Gelini daşaýan turbalar altyn örtülen polatdan ýasalýar we diametri bir dýuýmyň ondan bir böleginden (2,5 mm) azdyr. Ol kosmos gämisiniň şina zolagynda ýerleşýän kompressordan obserwatoriýanyň petek şekilli esasy aýnasynyň arkasynda ýerleşýän optiki teleskop elementindäki MIRI detektoryna çenli takmynan 10 metr uzalyp gidýär. Açylýan diň gurluşy ýa-da DTA diýlip atlandyrylýan enjam iki ýeri birleşdirýär. Uçurmak üçin gaplananda, DTA raketanyň üstündäki goragyň içine ýerleşdirilen obserwatoriýany gurnamaga kömek etmek üçin porşen ýaly gysylýar. Kosmosa çykandan soň, diň otagyň temperaturasyndaky kosmos gämisiniň şinasyny sowuk optiki teleskop gurallaryndan bölmek we gün şöhlesiniň we teleskopyň doly açylmagyna mümkinçilik bermek üçin uzalýar.
Bu animasiýa James Webb kosmos teleskopynyň ýerleşdirilişiniň uçurylandan birnäçe sagat we gün soň ideal ýerine ýetirilişini görkezýär. Merkezi ýerleşdirilip bilinýän diň toplumynyň giňeldilmegi MIRI-niň iki böleginiň arasyndaky aralygy artdyrar. Olar sowadylan geliý bilen spiral turbalar arkaly birikdirilendir.
Ýöne uzaltma prosesi geliý turbasynyň giňeldilýän diň gurluşy bilen uzaldylmagyny talap edýär. Şonuň üçin turba ýaz ýaly spirallanýar, şonuň üçin MIRI inženerleri turbanyň bu bölegine "Slinky" lakamyny berdiler.
“Obserwatoriýanyň birnäçe sebitlerini öz içine alýan ulgamyň üstünde işlemekde käbir kynçylyklar bar” diýip, JPL MIRI maksatnamasynyň müdiri Analyn Şnaýder aýtdy. “Bu dürli sebitlere dürli guramalar ýa-da merkezler, şol sanda Northrop Grumman we ABŞ-nyň NASA-nyň Goddard kosmos uçuş merkezi ýolbaşçylyk edýär, biz hemmeler bilen gürleşmeli bolýarys. Teleskopda muny etmeli başga enjam ýok, şonuň üçin bu MIRI-e mahsus kynçylyk. Bu, elbetde, MIRI kriosowadyjy ýoly üçin uzyn nobat boldy we biz ony kosmosda görmäge taýýar”.
Jeýms Webb kosmos teleskopy 2021-nji ýylda dünýäde iň öňdebaryjy kosmos ylmy gözegçilik merkezi hökmünde işe giriziler. Webb biziň Gün ulgammyzyň syrlaryny açar, beýleki ýyldyzlaryň töweregindäki uzak dünýälere göz aýlar we älemimiziň we ýerimiziň syrly gurluşlaryny we gelip çykyşyny öwrener. Webb NASA we onuň hyzmatdaşlary ESA (Ýewropa kosmos agentligi) we Kanadanyň kosmos agentligi tarapyndan ýolbaşçylyk edilýän halkara başlangyjydyr.
MIRI NASA bilen ESA (Ýewropa Kosmos Agentligi) arasyndaky 50-50 hyzmatdaşlyk arkaly işlenip düzüldi. JPL ABŞ-nyň MIRI üçin tagallalaryna ýolbaşçylyk edýär we Ýewropa astronomiýa institutlarynyň köpmilletli konsorsiumy ESA-a goşant goşýar. Arizona uniwersitetiniň Jorj Rieke MIRI-niň ABŞ-daky ylym toparynyň ýolbaşçysydyr. Gillian Wright MIRI-niň Ýewropadaky ylmy toparynyň başlygydyr.
Beýik Britaniýanyň ATC-den Alistair Glasse MIRI gurallar boýunça alymy, Maýkl Ressler bolsa JPL-de ABŞ-nyň taslama alymydyr. Beýik Britaniýanyň ATC-den Laszlo Tamas Ýewropa Bileleşigine jogapkärdir. MIRI kriosowadyjysynyň işlenip düzülmegine JPL NASA-nyň Merilend ştatynyň Grinbelt şäherindäki Goddard kosmos uçuş merkezi we Kaliforniýanyň Redondo Biç şäherindäki Northrop Grumman bilen hyzmatdaşlykda ýolbaşçylyk etdi we dolandyrdy.