Àwọn onímọ̀ ẹ̀rọ ṣe “ìtẹ́wọ́gbà” ohun èlò amúlétutù James Webb Space Telescope ní Goddard Space Flight Center ti NASA lẹ́yìn tí wọ́n kúrò ní UK.
Àwọn onímọ̀ nípa ọkọ̀ òfúrufú JPL Johnny Melendez (ọ̀tún) àti Joe Mora ṣe àyẹ̀wò ẹ̀rọ ìfọ́wọ́sí MIRI kí wọ́n tó fi ránṣẹ́ sí Northrop Grumman ní Redondo Beach, California. Níbẹ̀, a so ẹ̀rọ ìfọ́wọ́sí mọ́ ara ẹ̀rọ ìfọ́wọ́sí Webb.
Apá yìí ti ohun èlò MIRI, tí a rí ní Appleton Laboratory ní Rutherford, UK, ní àwọn ohun èlò ìwádìí infrared. Cryocooler náà wà ní ibi tí ó jìnnà sí ohun èlò ìwádìí náà nítorí pé ó ń ṣiṣẹ́ ní iwọ̀n otútù gíga. Pọ́ọ̀bù kan tí ó gbé helium tútù so àwọn apá méjèèjì pọ̀.
MIRI (òsì) jókòó lórí ìṣùpọ̀ ìwọ̀n ní Northrop Grumman ní Redondo Beach bí àwọn onímọ̀ ẹ̀rọ ṣe ń múra láti lo kéréènì lórí láti so mọ́ Integrated Scientific Instrument Module (ISIM). ISIM ni ààrin Webb, àwọn ohun èlò ìwádìí mẹ́rin tí wọ́n ń gbé teleskop náà sí.
Kí ohun èlò MIRI — ọ̀kan lára ​​àwọn ohun èlò ìwádìí mẹ́rin tó wà lórí ibi ìṣàyẹ̀wò — tó lè ṣiṣẹ́, ó gbọ́dọ̀ jẹ́ kí ó tutù dé ibi tí ó tutù jùlọ tí ohun èlò náà lè dé.
Tẹ́lískópù James Webb ti NASA, tí a ṣètò láti gbé kalẹ̀ ní ọjọ́ kẹrìnlélógún oṣù Kejìlá, ni ibi ìṣàyẹ̀wò ààyè tó tóbi jùlọ nínú ìtàn, ó sì ní iṣẹ́ tó lágbára kan náà: gbígba ìmọ́lẹ̀ infrared láti àwọn igun jíjìnnà àgbáyé, kí ó fún àwọn onímọ̀ sáyẹ́ǹsì láyè láti ṣe ìwádìí lórí ìṣètò àti ìpilẹ̀ṣẹ̀ àgbáyé. Àgbáyé wa àti ipò wa nínú rẹ̀.
Ọ̀pọ̀lọpọ̀ ohun àgbáyé — títí bí ìràwọ̀ àti pílánẹ́ẹ̀tì, àti gáàsì àti eruku tí wọ́n ti ń jáde — ló ń tú ìmọ́lẹ̀ infrared jáde, tí a máa ń pè ní ìtànṣán ooru nígbà míì.Ṣùgbọ́n bẹ́ẹ̀ náà ni ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn ohun gbígbóná mìíràn, bí àwọn ohun èlò ìgbóná, ènìyàn, àti ẹ̀rọ itanna. Èyí túmọ̀ sí wípé àwọn ohun èlò infrared mẹ́rin ti Webb lè ṣàwárí ìmọ́lẹ̀ infrared tiwọn.Láti dín àwọn ìtújáde wọ̀nyí kù, ohun èlò náà gbọ́dọ̀ tutù gan-an—ní nǹkan bí 40 Kelvin, tàbí dín 388 degrees Fahrenheit kù (láìsí 233 degrees Celsius).Ṣùgbọ́n láti ṣiṣẹ́ dáadáa, àwọn ohun èlò ìwádìí inú ohun èlò infrared àárín, tàbí MIRI, gbọ́dọ̀ tutù sí i: ní ìsàlẹ̀ 7 Kelvin (láìsí 448 degrees Fahrenheit, tàbí dín 266 degrees Celsius kù).
Iyẹn jẹ́ ìwọ̀n díẹ̀ ju òdo pátápátá lọ (0 Kelvin) – ìwọ̀n otútù tó tutù jùlọ ní ti ìmọ̀ ẹ̀rọ, bó tilẹ̀ jẹ́ pé a kò lè dé ọ̀dọ̀ rẹ̀ rárá nítorí pé ó dúró fún àìsí ooru kankan pátápátá. (Ṣùgbọ́n, MIRI kì í ṣe ohun èlò àwòrán tó tutù jùlọ tó ń ṣiṣẹ́ ní ààyè.)
Iwọn otutu jẹ́ ìwọ̀n bí àwọn átọ̀mù ṣe ń yára rìn, àti ní àfikún sí wíwá ìmọ́lẹ̀ infurarẹẹdi tiwọn, àwọn ohun èlò ìwádìí Webb lè jẹ́ kí ìgbóná ara wọn ṣiṣẹ́. MIRI ń ṣàwárí ìmọ́lẹ̀ ní ìwọ̀n agbára tí ó kéré ju àwọn ohun èlò mẹ́ta yòókù lọ. Nítorí náà, àwọn ohun èlò ìwádìí rẹ̀ ní ìmọ̀lára sí ìgbóná ara. Àwọn àmì tí a kò fẹ́ wọ̀nyí ni àwọn onímọ̀ ìjìnlẹ̀ ayé ń pè ní “ariwo,” wọ́n sì lè borí àwọn àmì tí Webb ń gbìyànjú láti ṣàwárí.
Lẹ́yìn tí wọ́n bá ti gbé e kalẹ̀, Webb yóò lo àwọ̀ tẹ́nìsì tó tóbi tó ń dáàbò bo MIRI àti àwọn ohun èlò míì láti inú ooru oòrùn, èyí tó máa jẹ́ kí wọ́n tutù láìsí ìgbóná. Láti nǹkan bí ọjọ́ mẹ́tàdínlọ́gọ́rin lẹ́yìn tí wọ́n bá ti gbé e kalẹ̀, ẹ̀rọ ìfọ́mọ́ra MIRI yóò gba ọjọ́ mọ́kàndínlógún láti dín ìwọ̀n otútù àwọn ohun èlò ìfọ́mọ́ra kù sí ìsàlẹ̀ 7 Kelvin.
“Ó rọrùn díẹ̀ láti tutù àwọn nǹkan dé ìwọ̀n otútù yẹn lórí ilẹ̀ ayé, nígbà míìrán fún àwọn ohun èlò ìmọ̀ sáyẹ́ǹsì tàbí ilé iṣẹ́,” ni Konstantin Penanen, ògbógi cryocooler ní NASA’s Jet Propulsion Laboratory ní Gúúsù California sọ, èyí tí ó ń ṣàkóso ohun èlò MIRI fún NASA. Ṣùgbọ́n àwọn ètò tí ó wà lórí ilẹ̀ ayé wọ̀nyẹn wúwo gan-an àti pé agbára kò gbéṣẹ́. Fún ibi ìṣàyẹ̀wò ààyè, a nílò ohun èlò ìtutù tí ó ní ìwọ̀nba ara, tí ó ń lo agbára dáradára, ó sì gbọ́dọ̀ jẹ́ èyí tí a lè gbẹ́kẹ̀lé nítorí a kò lè jáde lọ láti tún un ṣe. Nítorí náà, àwọn ìpèníjà tí a ń dojú kọ nìyí. , ní ti èyí, mo lè sọ pé àwọn ohun èlò ìtutù MIRI ló wà ní iwájú.”
Ọ̀kan lára ​​àwọn àfojúsùn ìmọ̀ sáyẹ́ǹsì Webb ni láti kẹ́kọ̀ọ́ nípa àwọn ànímọ́ ìràwọ̀ àkọ́kọ́ tí ó ṣẹ̀dá ní àgbáyé. Kámẹ́rà infrared tí ó sún mọ́ Webb tàbí ohun èlò NIRCam yóò lè ṣàwárí àwọn ohun tí ó jìnnà réré wọ̀nyí, MIRI yóò sì ran àwọn onímọ̀ sáyẹ́ǹsì lọ́wọ́ láti fìdí rẹ̀ múlẹ̀ pé àwọn orísun ìmọ́lẹ̀ tí kò lágbára wọ̀nyí jẹ́ àwọn ìṣùpọ̀ ìràwọ̀ ìran àkọ́kọ́, dípò àwọn ìràwọ̀ ìran kejì tí ó ṣẹ̀dá nígbà tí ó yá nínú ìdàgbàsókè ìràwọ̀.
Nípa wíwo àwọsánmọ̀ eruku tí ó nípọn ju àwọn ohun èlò tí ó sún mọ́ infrared lọ, MIRI yóò ṣí ibi tí àwọn ìràwọ̀ ti bẹ̀rẹ̀ sí í ṣẹ̀dá. Yóò tún ṣàwárí àwọn molecule tí a sábà máa ń rí lórí ilẹ̀ ayé — bíi omi, carbon dioxide àti methane, àti àwọn molecule ti àwọn ohun alumọ́ni apata bíi silicates — ní àwọn àyíká tí ó tutù ní àyíká àwọn ìràwọ̀ tí ó wà nítòsí, níbi tí àwọn pílánẹ́ẹ̀tì lè ṣẹ̀dá. Àwọn ohun èlò tí ó sún mọ́ infrared dára jù ní wíwá àwọn molecule wọ̀nyí gẹ́gẹ́ bí èéfín ní àwọn àyíká tí ó gbóná jù, nígbà tí MIRI lè rí wọn gẹ́gẹ́ bí yìnyín.
“Nípa pípapọ̀ ìmọ̀ nípa Amẹ́ríkà àti ti Yúróòpù pọ̀, a ti ṣe àgbékalẹ̀ MIRI gẹ́gẹ́ bí agbára Webb, èyí tí yóò jẹ́ kí àwọn onímọ̀ nípa ìràwọ̀ láti gbogbo àgbáyé lè dáhùn àwọn ìbéèrè ńlá nípa bí àwọn ìràwọ̀, pílánẹ́ẹ̀tì àti àwọn ìràwọ̀ ṣe ń ṣẹ̀dá àti bí wọ́n ṣe ń yípadà,” ni Gillian Wright, olùdarí ẹgbẹ́ ìmọ̀ sáyẹ́ǹsì MIRI àti Olùwádìí Pàtàkì ti Yúróòpù fún ohun èlò ní UK Astronomical Technology Centre (UK ATC) sọ.
MIRI cryocooler lo gaasi helium—tó tó láti fi kún bí àwọn balùwẹ̀ mẹ́sàn-án—láti gbé ooru kúrò nínú àwọn ohun èlò ìwádìí ohun èlò náà. Àwọn ohun èlò ìṣiṣẹ́ iná mànàmáná méjì máa ń fa helium jáde nípasẹ̀ tube kan tó nà dé ibi tí ohun èlò ìwádìí náà wà. Pọ́ọ̀bù náà máa ń gba inú búlọ́ọ̀kì irin kan tí a so mọ́ ohun èlò ìwádìí náà; helium tí ó tutù náà máa ń gba ooru tó pọ̀ jù láti inú block náà, ó sì máa ń jẹ́ kí ìwọ̀n otútù iṣẹ́ ohun èlò ìwádìí náà wà ní ìsàlẹ̀ 7 Kelvin. Gáàsì tí ó gbóná (ṣùgbọ́n tí ó ṣì tutù) náà máa ń padà sí compressor, níbi tí ó ti máa ń lé ooru tó pọ̀ jù jáde, tí ìyípo náà sì tún bẹ̀rẹ̀. Ní pàtàkì, ètò náà jọ èyí tí a ń lò nínú fìríìjì àti afẹ́fẹ́ ilé.
Àwọn páìpù tí ó gbé helium ni a fi irin alagbara tí a fi wúrà ṣe, wọ́n sì kéré sí ìdámẹ́wàá ínṣì kan (2.5 mm) ní ìwọ̀n. Ó gùn tó ẹsẹ̀ bàtà mẹ́ẹ̀ẹ́dógún (mita 10) láti inú compressor tí ó wà ní agbègbè ọkọ̀ akérò afẹ́fẹ́ sí MIRI detector nínú ohun èlò ìwojú tí ó wà lẹ́yìn dígí oyin àkọ́kọ́ ti ilé ìwòsàn. Àwọn ohun èlò tí a ń pè ní àkójọ ilé gogoro tí a lè gbé kalẹ̀, tàbí DTA, so àwọn agbègbè méjèèjì pọ̀. Nígbà tí a bá di wọn fún ìgbésẹ̀, a máa ń fún DTA ní ìfúnpọ̀, bíi pístọ̀n, láti ran àwọn olùwòran tí a tọ́jú sínú ààbò lórí rọ́kẹ́ẹ̀tì náà. Nígbà tí ó bá dé ààyè, ilé gogoro náà yóò gùn láti ya ọkọ̀ akérò afẹ́fẹ́ inú yàrá kúrò lára ​​àwọn ohun èlò ìwojú afẹ́fẹ́ tí ó tutù, yóò sì jẹ́ kí oòrùn àti teliskop náà gbé wọn kalẹ̀ pátápátá.
Àwòrán yìí fi bí a ṣe ń ṣe ìgbékalẹ̀ James Webb Space Telescope ní wákàtí àti ọjọ́ lẹ́yìn ìgbékalẹ̀ rẹ̀ hàn. Fífẹ̀ àkójọ ilé gogoro tí a lè gbé kalẹ̀ sí àárín gbùngbùn yóò mú kí ó jìnnà sí àwọn apá méjì ti MIRI. Wọ́n so wọ́n pọ̀ mọ́ àwọn tube helical pẹ̀lú helium tí ó tutù.
Ṣùgbọ́n ìlànà gígùn náà nílò kí a fa ọ̀pá helium pọ̀ mọ́ àkójọ ilé gogoro tí a lè fẹ̀ síi. Nítorí náà, àwọn ìyípo náà dàbí ìsun omi, ìdí nìyí tí àwọn onímọ̀ ẹ̀rọ MIRI fi pe apá yìí nínú ọ̀pá náà ní “Slinky”.
“Àwọn ìpèníjà kan wà nínú ṣíṣiṣẹ́ lórí ètò kan tí ó tàn ká ọ̀pọ̀lọpọ̀ agbègbè ti ilé ìwòran,” ni Analyn Schneider, olùdarí ètò JPL MIRI sọ. “Àwọn agbègbè ọ̀tọ̀ọ̀tọ̀ wọ̀nyí ni àwọn àjọ tàbí ilé-iṣẹ́ tó yàtọ̀ síra ń darí, títí bí Northrop Grumman àti Goddard Space Flight Center ti US NASA, a ní láti bá gbogbo ènìyàn sọ̀rọ̀. Kò sí ohun èlò mìíràn lórí awòrán tí ó nílò láti ṣe èyí, nítorí náà ó jẹ́ ìpèníjà àrà ọ̀tọ̀ sí MIRI. Dájúdájú, ó ti jẹ́ ìlà gígùn fún ọ̀nà MIRI cryocoolers, a sì ti ṣetán láti rí i ní òfúrufú.”
A ó ṣe ifilọlẹ ẹrọ wiwo oju-aye James Webb ni ọdun 2021 gẹgẹbi ile-iṣẹ akiyesi imọ-jinlẹ aaye akọkọ ni agbaye. Webb yoo tu awọn ohun ijinlẹ ti eto oorun wa jade, wo awọn aye jijinna ni ayika awọn irawọ miiran, ati ṣawari awọn eto ati ipilẹṣẹ awọn ohun ijinlẹ ti agbaye wa ati ipo wa. Webb jẹ ipilẹṣẹ kariaye ti NASA ati awọn alabaṣiṣẹpọ rẹ ESA (European Space Agency) ati Ile-iṣẹ Space Canada ṣe itọsọna.
A ṣe agbekalẹ MIRI nipasẹ ajọṣepọ 50-50 laarin NASA ati ESA (Ile-iṣẹ Alafo ti Yuroopu). JPL n dari ipa AMẸRIKA fun MIRI, ati pe ajọṣepọ ọpọlọpọ awọn ile-ẹkọ imọ-jinlẹ ti Yuroopu ṣe alabapin si ESA. George Rieke ti Yunifasiti ti Arizona ni oludari ẹgbẹ imọ-jinlẹ AMẸRIKA ti MIRI. Gillian Wright ni olori ẹgbẹ imọ-jinlẹ ti MIRI ti Yuroopu.
Alistair Glasse ti ATC, UK ni Onímọ̀ nípa Ohun èlò MIRI àti Michael Ressler ni Onímọ̀ nípa Iṣẹ́ Àgbékalẹ̀ Amẹ́ríkà ní JPL. Laszlo Tamas ti UK ATC ni ó ń ṣe àkóso European Union. JPL ni ó darí àti ṣe àkóso ìdàgbàsókè MIRI cryocoler pẹ̀lú àjọpọ̀ pẹ̀lú Goddard Space Flight Center ti NASA ní Greenbelt, Maryland, àti Northrop Grumman ní Redondo Beach, California.