تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) هو تلسكوب "الجيل القادم" الذي طال انتظاره ، والذي نأمل أن ننظر فيه إلى الوراء في الماضي ، وأعمق داخل مناطق تشكيل النجوم المغبرة ، باستخدام أطوال موجية أطول وحساسية أكثر من أي تلسكوب فضائي سابق . لكي نأخذنا إلى هذا المستوى التالي ، من الأفضل أن تتطور التقنيات الجديدة من أجل بناء هذا التلسكوب الضخم والمبتكر. ستكون على حق.
في الواقع ، كان على المهندسين استخدام القليل من unobtainium لبناء الهيكل الفريد من نوعه ، العمود الفقري الذي سيحمل المركبة الفضائية معًا.
Unobtainium ليس فقط اسم المادة المستخرجة في فيلم James Cameron "Avatar". وهي كلمة تستخدم في الهندسة - وأحيانًا في الخيال - لوصف أي مادة أو جهاز نادر للغاية أو مكلف أو مستحيل ماديًا مطلوبًا لتحقيق تصميم معين لتطبيق معين.
هيكل JWST - المسمى وحدة أدوات العلوم المتكاملة ISIM - مصنوع من مادة مركبة لم يتم تصنيعها من قبل والتي كان عليها تحمل درجات الحرارة شديدة البرودة التي ستواجهها عندما يصل المرصد إلى مداره 1.5 مليون كيلومتر (930.000 ميل ) من الأرض.
اجتاز ISIM للتو اختبارًا مهمًا للغاية ، حيث نجت من درجات الحرارة التي انخفضت إلى 27 درجة كلفن (-411 درجة فهرنهايت) ، أبرد من سطح بلوتو خلال دورة اختبار في Goddard's Space Environment Simulator - غرفة فراغ حراري من ثلاثة طوابق الذي يحاكي درجة الحرارة وظروف الفراغ الموجودة في الفضاء.
احتاج الفريق في مركز جودارد لرحلات الفضاء الذين تم تكليفهم ببناء الهيكل إلى مادة تضمن للأجهزة المختلفة على JWST أن تحافظ على التوافق والاستقرار المبرد الدقيق ، ومع ذلك تبقى على قيد الحياة من قوى الجاذبية الشديدة التي شهدتها أثناء الإطلاق.
تم إجراء الاختبار لمعرفة ما إذا كان الهيكل بحجم السيارة قد تقلص وتشوه كما كان متوقعًا عندما يبرد من درجة حرارة الغرفة إلى المبردة - مهم جدًا حيث يجب أن تحافظ أدوات العلوم على موقع محدد على الهيكل لاستقبال الضوء الذي يجمعه التلسكوب 6.5 - مرآة أولية بطول (21.3 قدم). إذا تقلصت البنية أو تشوهت بطريقة لا يمكن التنبؤ بها بسبب البرد ، فلن تكون الأدوات في وضع يمكنها من جمع البيانات حول كل شيء من أول وهج مضيء بعد الانفجار الكبير إلى تشكيل أنظمة النجوم القادرة على دعم الحياة.
عندما بدأوا لأول مرة ، لم يكن هناك شيء يناسب وصف ما هو مطلوب عن بعد. لذا ، ترك ذلك بديلاً: تطوير موادهم الخاصة التي لم يتم تصنيعها بعد ، والتي أشار إليها أعضاء الفريق مازحين باسم "unobtainium". من خلال النمذجة الرياضية ، اكتشف الفريق أنه من خلال الجمع بين مادتين مركبتين ، يمكن أن يخلق نظامًا من ألياف الكربون / سيان-إستر الراتنج الذي سيكون مثاليًا لتصنيع الأنابيب المربعة للهيكل التي يبلغ قطرها 75 ملم (3 بوصات).
خلال الاختبار الأخير الذي استمر 26 يومًا ، ومع دورات الاختبار المتكررة ، لم يتم كسر التجميع الذي يشبه الجمالون الذي صممه مهندسو Goddard. تقلص الهيكل كما تنبأ به 170 ميكرونًا فقط - عرض الإبرة - عندما وصل إلى 27 كلفن (-411 درجة فهرنهايت) ، وهو ما يتجاوز بكثير متطلبات التصميم التي تبلغ حوالي 500 ميكرون. قال إريك جونسون ، مدير مشروع هيكل ISIM ، "بالتأكيد ما كنا لنتمكن من إعادة ضبط الأدوات على المدار إذا تحركت البنية كثيرًا". "لهذا السبب نحن بحاجة للتأكد من أننا صممنا الهيكل الصحيح."
يمكن أن يخدم هذا النوع من الهياكل وكالة ناسا في المستقبل للجيل القادم بعد JWST ، ويمكن أن يكون أيضًا "تداعيات" يمكن أن يجدها المصنعون مفيدًا في تصميم الهياكل التي تتطلب درجة عالية من التحمل في الظروف.
المصدر: وكالة ناسا جودارد
