Aby se Webbův teleskop neohřál

S infračervenými teleskopy je to těžké. Na jednu stranu poskytují unikátní pohled do dávných dob, kdy byl vesmír ještě batole a kam nikdy nemohou optické teleskopy nahlédnout a na druhou stranu jejich stavba není vůbec jednoduchá. Je to tím, že jejich detektory jsou citlivé na teplo. Ono to ve skutečnosti dává smysl, protože teplo se z předmětů uvolňuje právě ve formě infračerveného záření, díky čemuž mohou třeba policisté najít osobu skrývající se v lese. Pro infračervené teleskopy je ale teplo oslepující – podobně jako když pozorování v optickém spektru ruší světelné znečištění. Detektory infrateleskopů proto musí zůstat pokud možno co nejchladnější.

Snímek z čisté místnosti firmy Northrop Grumman zachycuje instalaci prvních clonících vrstev.

Snímek z čisté místnosti firmy Northrop Grumman zachycuje instalaci prvních clonících vrstev.
Zdroj: https://www.nasa.gov

Dalekohled Jamese Webba k tomu využije hned dvě na sobě nezávislé technologie. O inovativním chladícím systému jsme na našem webu již psali, dnes se proto podíváme na druhou technologii, která je na pohled mnohem výraznější. Sluneční štít tvoří pět samostatných vrstev, jejichž úkolem bude chránit optiku a přístroje dalekohledu od slunečních paprsků. Před pár dny byly tyto vrstvy kompletně sestaveny.

Společnost Northrop Grumman Corporation sídlící v kalifornském Redondo Beach navrhla pro Goddardovo středisko optiku Webbova teleskopu a nyní sestavila i finální letový exemplář sluneční clony. Specialisté momentálně pečlivě skládají jednotlivé vrstvy, aby se připravili na rozkládací zkoušky, které proběhnou v srpnu.

Pohled na pět vrstev sluneční clony Webbova teleskopu.

Pohled na pět vrstev sluneční clony Webbova teleskopu.
Zdroj: https://www.nasa.gov

Ve vesmíru bude teleskop orientován sluneční clonou ke Slunci, takže jeho spodní vrstva bude vystavena jeho paprskům, přijme jejich teplo. Vrstvy uložené výše budu stále chladnější, až ta nejvyšší bude v perfektním stínu a velmi chladná – rozdíl v teplotách bude až 300°C. Všechny vrstvy byly během června a července letošního roku umístěny do letového exempláře. Tenké vrstvy jsou tvořené kaptonovou fólií. Tento polyimidový film vyvinula společnost DuPont již v šedesátých letech. Relativně pružná a ohebná látka zůstává stabilní v širokém spektru teplot (-269 – 400°C) a kromě jiného nachází uplatnění v kosmonautice, kde se využijí její dobré izolační schopnosti.

Sluneční štít Webbova teleskopu při skládání ve firmě Northrop Grumman Aerospace Systems

Sluneční štít Webbova teleskopu při skládání ve firmě Northrop Grumman Aerospace Systems
Zdroj: https://www.nasa.gov

„Pro Webbův teleskop je tohle významný milník na cestě ke startu,“ uvedl Jim Flynn manažer slunečního štítu Webbova teleskopu z firmy Northrop Grumman Aerospace Systems a dodal: „Jde o přelomovou clonu o velikosti tenisového kurtu, která bude chránit optiku teleskopu od tepla. Pomůže tak dalekohledu snímkovat proces zrození hvězd a galaxií, ke kterým došlo před 13,5 miliardami let.“

Výrobu kaptonových vrstev zajistila společnost NeXolve Corporation z Huntsville v Alabamě. Práce jim šla rychle od ruky – první vrstva byla dokončena 11. září 2016 a poslední pátá byla hotová 2. listopadu téhož roku. Tloušťka vrstev je naprosto minimální – nejsilnější z nich je vrstva spodní, která se označuje číslem 1. Vrstva, která dostane plný sluneční osvit je silná 0,05 milimetru, zatímco vrstvy vyšší mají poloviční tloušťku 0,025 mm. Vrstva číslo 1 má i největší plochu, která se postupně zmenšuje, až k vrstvě 5, která je nejmenší. Na všech vrstvách je po obou stranách 100 nanometrů silný hliníkový povlak. Vrstva číslo 1 má navíc ještě 50 nanometrů silný povlak z hliníku obohaceného křemíkem.

Sluneční clona bude při startu na raketě Ariane 5 12× složená jako origami a ve vesmíru se rozloží do rozměrů 4,57 × 16,19 metru. I díky těmto rozměrům se Webbův teleskop stane největším kosmickým dalekohledem.

Na fotce neletového testovacího exempláře sluneční clony plně vynikne její velikost ve srovnání s lidskou postavou - testovaný exemplář z roku 2014 byl v životní velikosti.

Na fotce neletového testovacího exempláře sluneční clony plně vynikne její velikost ve srovnání s lidskou postavou – testovaný exemplář z roku 2014 byl v životní velikosti.
Zdroj: https://upload.wikimedia.org/

Zdroje informací:
https://en.wikipedia.org/
https://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://upload.wikimedia.org/…/6/6f/James_Webb_Space_Telescope_2009_bottom.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/image1-_sunshield.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/image2-sunshield_5_layers.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/17-0717-sp-rmb-5558pan.jpg
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d9/James_Webb_telescope_sunshield.jpg

Aby se Webbův teleskop neohřál, 5.0 out of 5 based on 25 ratings
Pin It
(Visited 2 800 times, 1 visits today)
Kontaktujte autora článku - hlášení chyb a nepřesností, rady, či připomínky

Hlášení chyb a nepřesnostíClose

VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 5.0/5 (25 votes cast)
(Visited 2 800 times, 1 visits today)
Níže můžete zanechat svůj komentář.

Více se o tomto tématu dočtete zde »
(odkaz vede na příslušné vlákno diskuzního fóra www.kosmonautix.cz)


34 komentářů ke článku “Aby se Webbův teleskop neohřál”

  1. Adam Trhoň napsal:

    Přijde mi, že Webbův teleskop bývá vždy vyobrazen se stejnou orientací zrcadla. Jsou k dispozici nějaké informace o tom, jak se bude moci zrcadlo otáčet oproti štítu?

    Z konstrukčního pohledu by se zrcadlo mělo otáčet co nejméně (jednodušší konstrukce a orientovat se může celý teleskop), nicméně pokud by Slunce bylo v „zádech“ zrcadla, tepelný štít bude k ničemu. Jako ideální kompromis by mi připadl jeden stupeň volnosti zrcadla, které by se od štítu odklánělo až o 90°. Jak to bude doopravdy?

    • Petr Scheirich napsal:

      JWST se bude otáčet celý, podobně jako HST. Štít je navržen tak, že se bude moci natočit v rozmezí od 85° do 135° od Slunce, a zrcadlo a přístroje ještě stále zůstanou ve stínu. Výsledkem bude pás (úseč), zabírající asi 40% oblohy, kterou bude moci pozorovat. Díky oběhu kolem Slunce se ale tento pás bude po obloze posouvat, v důsledku čehož bude možné v průběhu roku pozorovat kterékoliv místo oblohy.
      https://jwst.stsci.edu/instrumentation/telescope-and-pointing/pointing-and-guiding

      • Adam Trhoň napsal:

        Díky!

      • MichaelM napsal:

        Ano, přesně tak. Nic v JWST se nebude hýbat. Teda mimo toho čtvrtého pohyblivého zrdcadla pro přesnější zaměření a těch setrvačníkových disků, které ho budou celý otáčet jako to dělají na všech sondách od NASA.

    • pbpitko napsal:

      Ak bude JWST mať slnko v chrbte bude slnečná clona najdôležitejšia a nie zbytočná, pretože slnko tak bude pražilo priamo na zadnú časť ďalekohľadu kde sú uložené detektory IR žiarenia ktoré je nutné udržovať v čo najnižšej teplote !
      pb 🙁

      • Petr Scheirich napsal:

        Pokud by měl JWST slunce v zádech, tak by sluneční clona byla zbytečná, protože vzhledem k jejímu umístění by v takovém případě zrcadlo a detektory právě vůbec nekryla. To byla pointa toho dotazu.

  2. Spytihněv napsal:

    No to je paráda. Další bod rozkládacího programu ve vesmíru. Opravdu komplikovaná mise. Kam se hrabe Hubbleova roura. Nebo vlastně všechny víceméně roury 🙂

    Při pohledu na clonu umístěnou v hale bych ani náhodou nehádal, že jsou jednotlivé vrstvy tak tenké. Už se těším na video z rozkládací zkoušky.

  3. Radoslav Packa napsal:

    Pevne verím,že rozloženie bude úspešné aj na mieste určenia a nie ako v predchádzajúcom článku (MAJAK).

  4. jregent napsal:

    Úžasné mistrovství chemie a mechaniky. Díky za skvělý článek. (polyimidový má být asi polyamidový?)

  5. Karl napsal:

    Netuší někdo, zda na teleskopu bude i nějaká kamera, která bude snímat vlastní rozkládání? Nebo budeme odkázáni pouze na telemetrii?

  6. Honza napsal:

    Clanek super, technologie uzasna. Snad bude kriticka faze rozkladani celeho teleskopu uspesna.
    Dovolim si opet zminit neco, co uz jsem psal nekolikrat. Neslo by u nahledu fotek (zvetsene zobrazeni) zobrazovat i jejich popis? Myslim, ze by to notne zvysilo prehlednost a user-friendly clanku. Diky 😉

    • VitaFor napsal:

      I já bych za toto přimlouval 🙂
      Článek jako vždy bezvadný!

    • Dušan Majer napsal:

      Vím o tom, snažili jsme se to vyřešit, ale bohužel se nám to nedaří. Podle všeho se zdá, že tuto funkci nepodporuje některá z částí našeho systému – bu´dto šablona, nebo plugin pro zobrazování obrázků. Máme to v to-do listu, ale nevíme, kdy se nám to podaří vyřešit.

  7. Robin Dzoba napsal:

    Omlouvám se, pokud to již bylo zmíněno v některém z dřívějších článků, ale nedávno jsem shlédl k tomuto tématu video viz. odkaz níže. I když se moc nového se zde již nedozvíte (publikováno 12.12.2016), tak je to úžasná podívaná:

  8. Ondra napsal:

    Ehm, co je zdrojem energie? Ke Slunci bude otočený štítem. Sluneční panely nebudou? Izotopový reaktor generuje zase teplo přece.

  9. Martc napsal:

    Tak nejak mi vrta hlavou proc se jako nejvetsi zdroj tepla uvadi slunce, kdyz libracni bod L2 by mel byt neustale ve stinu Zeme. Ale predpokladam, ze ten bod je od Zeme jiz tak daleko, ze to zastineni jiz neni dostatecne.

    • Stačí si vzpomenout na zatmění a odpověď je jasná. L2 je přibližně ve vzdálenosti 1,5 milionu km od Země směrem od Slunce.

    • MichaelM napsal:

      Počkejte, počkejte, JWST nebude na L2 stát ale bude okolo něj obíhat. A to na 3D halo orbitu, který bude v boxu 0,5 x 0,5 x 1,6 milionů kilometrů s centrem na L2. Jeden orbit bude trvat asi 6 měsíců, každých 21 dní bude JWST dělat malé korekce (station keeping) jeho 1 a 4 Newtonovými motůrky aby z toho orbitu neodplaval.
      Orbit bude vybrán tak aby JWST nikdy nebyl stíněn Zemí nebo Měsícem od Slunce (teplota), a také Měsícem od Země (komunikace). NASA má asi 30 tisíc simulací v 5 minutových intervalech startu v Kourou od července 2018 do prosince 2019 do jakého orbitu okolo L2 se dostane a podle toho bude vybrán čas startu. I malý rozdíl ve startu (2 hodiny) muže dostat JWST do úplně špatného orbitu okolo L2.

      https://en.wikipedia.org/wiki/Halo_orbit

  10. Petr K. napsal:

    Omlouvám se za mírný off-topic, ale zdroje, které jsem procházel, se rozcházejí: Bude či nakonec nebude Webb vybavený spojovacím uzlem (docking ring) pro Orion?

  11. Petr K. napsal:

    Díky za odpověď a pokračujte ve skvělé práci, za kterou vám náleží můj velký obdiv!

Zanechte komentář