NASA GODDARD SPACE FLIGHT CENTER, MD - ¡Es fascinante! Esa es la sensación abrumadora expresada entre los pocos afortunados que fijan sus propios ojos en el espejo primario dorado recién expuesto en el corazón del gigantesco telescopio espacial James Webb de la NASA (JWST), un sentimiento compartido por el equipo que construye el observatorio único en su tipo y yo durante una visita esta semana por la revista Space.
“El telescopio ahora está en forma de copa [cóncavo]. ¡Entonces lo ves en todo su esplendor! dijo John Durning, Subgerente de Proyectos del Telescopio Webb, en una entrevista exclusiva con la revista Space en el Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA el martes 3 de mayo, luego de que las cubiertas fueron retiradas cuidadosamente hace solo unos días de los 18 segmentos primarios del espejo y la estructura fue apuntada temporalmente frente.
"Todo el sistema de espejo está desprotegido, integrado y la alineación ha sido verificada".
Es un año excepcional para JWST en Goddard, donde los ingenieros y técnicos están en la fase final de ensamblaje e integración de la parte del instrumento óptico y científico del observatorio colosal que revolucionará nuestra comprensión del cosmos y nuestro lugar. avanzando a un ritmo rápido.
JWST es el sucesor científico del telescopio espacial Hubble de 25 años de la NASA. Se convertirá en el telescopio espacial más grande y poderoso jamás construido por la humanidad después de su lanzamiento dentro de 30 meses.
La estructura de vuelo para la armadura de ensamblaje del plano posterior que contiene los espejos y los instrumentos científicos llegó a Goddard en agosto pasado del contratista principal de Webb, Northrop Grumman Aerospace Systems en Redondo Beach, California.
El trabajo de ensamblaje minucioso para juntar el espejo primario de 6.5 metros de diámetro comenzó justo antes de las vacaciones de Acción de Gracias 2015, cuando la primera unidad se instaló con éxito en el segmento central del espejo que sostiene el ensamblaje del plano posterior.
Los técnicos de Goddard y Harris Corporation de Rochester, Nueva York, poblaron metódicamente el ensamblaje de la placa posterior uno por uno, instalando secuencialmente el último segmento del espejo primario en febrero, seguido por el espejo secundario único en la parte superior del trío masivo de brazos de montaje de espejo y los espejos terciarios y de dirección dentro del Sistema óptico de popa (AOS).
Todo procedió de acuerdo con el programa meticulosamente coreografiado.
"La instalación del espejo fue muy buena", dijo Durning a la revista Space.
“Hemos mantenido nuestro programa todo el tiempo para instalar los 18 segmentos de espejo primario. Luego, la sección central, que es el cono en el centro, que comprende el Sistema óptico de popa (AOS). Lo instalamos hace dos meses. Todo salió extremadamente bien ".
La estructura de vuelo y el ensamblaje de la placa posterior sirven como la columna vertebral de los telescopios Webb de $ 8.6 mil millones.
El siguiente paso es instalar el cuarteto de instrumentos de investigación de vanguardia del observatorio, un paquete conocido como ISIM (Integrated Science Instrument Module), en la estructura del braguero durante las próximas semanas.
"El telescopio está completamente integrado y ahora estamos haciendo los toques finales para prepararnos para aceptar el paquete de instrumentos que comenzará a suceder más adelante esta semana", explicó Durning.
El sistema de espejo óptico integrado y el ISIM forman el tren óptico de Webb.
"Así que ahora estamos creando la nueva entidad de integración llamada OTIS, que es una combinación del OTE (Ensamblaje del telescopio óptico) y el ISIM (Módulo integrado de instrumentos de ciencia) juntos".
"¡Ese es esencialmente el tren óptico completo del observatorio!" Durning declaró.
"Es la ruta crítica de fotones para el sistema. Así que lo tendremos integrado en las próximas semanas ”.
La entidad OTIS combinada de espejos, módulo científico y armadura de plano posterior pesa 8786 lbs (3940 kg) y mide 28'3 "(8.6m) x 8" 5 "(2.6 m) x 7" 10 "(2.4 m).
Después de que OTIS esté completamente integrado, los ingenieros y técnicos pasarán el resto del año exponiéndolo a las pruebas ambientales, agregando la manta térmica y probando el tren óptico, antes de enviar la enorme estructura al Centro Espacial Johnson de la NASA.
"Luego lo enviaremos al Centro Espacial Johnson de la NASA (JSC) a principios del próximo año para hacer algunas pruebas criocócicas y la verificación posterior a la prueba ambiental del sistema óptico", explicó.
"Mientras tanto, Northrup Grumman está terminando la fabricación del parasol y terminando la integración de los componentes de la nave espacial en sus piezas".
“Luego, a fines de 2017, es cuando las dos piezas, la configuración OTIS y la configuración del parasol, se unen por primera vez como un observatorio completo. Eso sucede en Northrup Grumman en Redondo Beach ”.
El tren óptico de Webb se compone de cuatro espejos diferentes. Discutimos los detalles de los espejos, su instalación y pruebas.
"Hay cuatro superficies de espejo", dijo Durning.
"Tenemos el espejo primario grande de 18 segmentos, el espejo secundario sentado en el trípode sobre él, y la sección central que parece una estructura piramidal [AOS] contiene el espejo terciario y el espejo de dirección fino".
“El AOS viene como un paquete completo. Eso se insertó en el medio [del espejo primario] ".
Cada uno de los 18 segmentos de espejo primario con forma hexagonal mide poco más de 4,2 pies (1,3 metros) de ancho y pesa aproximadamente 88 libras (40 kilogramos). Están hechos de berilio, recubiertos de oro y del tamaño de una mesa de café.
En el espacio, la estructura del espejo plegado se desplegará en secciones una al lado de la otra y trabajará en conjunto como un gran espejo de 21.3 pies (6.5 metros), sin precedentes en tamaño y capacidad de captación de luz.
El espejo secundario redondeado solitario se encuentra en la parte superior del brazo del trípode sobre el primario.
El espejo terciario y el espejo de dirección fino se ubican en el Sistema óptico de popa (AOS), una unidad en forma de cono ubicada en el centro del espejo primario.
"Entonces, cómo funciona es que la luz del espejo primario rebota hacia el secundario, y el secundario rebota hacia el terciario", explicó Durning.
“Y luego el terciario, que está dentro de esa estructura de AOS, rebota hacia el espejo de dirección. Y luego ese espejo de dirección dirige los haces de fotones hacia los espejos que se encuentran debajo de la estructura ISIM ".
“Entonces los fotones pasan por ese cono AOS. Hay una máscara en la parte superior que corta el camino, por lo que tenemos una forma fija del rayo que atraviesa ".
"Es el espejo terciario el que dirige los fotones al fino espejo de dirección. El fino espejo de dirección luego lo dirige [los fotones] a los espejos que se encuentran debajo de la estructura ISIM ".
Por lo tanto, la alineación entre el sistema AOS y los espejos telescópicos primarios y secundarios es increíblemente crítica.
“El espejo terciario AOS capta la luz [del espejo secundario] y dirige la luz al espejo de dirección. Los requisitos para la alineación eran justo lo que necesitábamos. Así que ese fue un excelente progreso ".
“Así que todo el sistema de espejo está desprotegido. El sistema se ha integrado y se ha verificado la alineación ".
La estructura de espejo dorado de Webb se inclinó durante un breve período esta semana el 4 de mayo, como se ve en este video de lapso de tiempo de la NASA:
El espejo primario de 18 segmentos del telescopio espacial James Webb de la NASA se elevó en alineación vertical en la sala limpia más grande del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la agencia en Greenbelt, Maryland, el 4 de mayo de 2016. Crédito: NASA
El gigantesco observatorio superará significativamente el poder de recolección de luz del Telescopio Espacial Hubble (HST) de la NASA, actualmente el telescopio espacial más poderoso jamás enviado al espacio.
Con la estructura de espejo completa, el siguiente paso es la instalación del módulo científico ISIM.
Para lograr eso, los técnicos trasladaron cuidadosamente la estructura del espejo Webb esta semana a la estructura del pórtico de la sala limpia.
Como se muestra en este video de lapso de tiempo que creamos a partir de imágenes de Webbcam, inclinaron la estructura verticalmente, la voltearon, la bajaron horizontalmente y luego la transportaron a través de una grúa aérea hacia la plataforma de trabajo.
Lapso de tiempo que muestra el espejo primario de 18 segmentos descubierto del telescopio espacial James Webb de la NASA que se eleva en posición vertical, se voltea y se baja boca abajo a la posición horizontal y luego se traslada al pórtico de procesamiento en la sala limpia más grande del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la agencia en Greenbelt, Maryland, del 4 al 5 de mayo de 2016. Imágenes: NASA Webbcam. Time-lapse por Ken Kremer / kenkremer.com / Alex Polimeni
El telescopio se lanzará en un amplificador Ariane V desde el Centro Espacial de Guayana en Kourou, Guayana Francesa en 2018.
El telescopio Webb es un proyecto conjunto de colaboración internacional entre la NASA, la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Canadiense (CSA).
Webb está diseñado para mirar la primera luz del Universo y podrá mirar atrás en el tiempo cuando se formaron las primeras estrellas y primeras galaxias. También estudiará la historia de nuestro universo y la formación de nuestro sistema solar, así como otros sistemas solares y exoplanetas, algunos de los cuales pueden ser capaces de soportar la vida en planetas similares a la Tierra.
Más sobre ISIM en la próxima historia.
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