El telescopio web de la NASA empaca su parasol por un millón de millas

Los ingenieros que trabajan en el telescopio espacial James Webb de la NASA han doblado y llenado con éxito la visera solar en su próximo viaje de un millón de millas (aproximadamente 1,5 millones de kilómetros), que comienza a finales de este año.

El parasol, un casco de cinco capas en forma de diamante del tamaño de una cancha de tenis, fue diseñado específicamente para doblarse alrededor de los lados del telescopio y encajar en los límites del vehículo de lanzamiento, el Ariane 5. Ahora que el plegado está completo en Northrop Grumman en Redondo Beach, California, la visera permanecerá en esta forma compacta durante el lanzamiento, el observatorio pasará los primeros días en el espacio.

La visera solar está diseñada para proteger la óptica del telescopio de cualquier fuente de calor que pueda interferir con su visión y es uno de los componentes más importantes y complejos de Webb. Dado que Webb es un telescopio infrarrojo, sus espejos y sensores deben mantenerse muy bien posicionados. Temperaturas frías Para detectar débiles señales de calor de objetos distantes en el universo.

En el espacio, un lado del protector solar siempre reflejará la luz y el calor de fondo del sol, la tierra y la luna. Los modelos térmicos muestran que la temperatura máxima para la capa exterior es de 383 K, o unos 230 grados Fahrenheit. Mientras tanto, el otro lado del parasol siempre se enfrentará a una superficie profunda, con la capa más fría con una temperatura mínima típica de 36 K, o aproximadamente menos 394 grados Fahrenheit.

Cuando está completamente desplegado, la visera solar del telescopio mide 70 pies por 47 pies (21 metros por 14 metros). Cuando se almacena dentro del cohete para su lanzamiento, la visera solar plegada estará encerrada en un área muy estrecha entre otras estructuras del observatorio para acomodar el espacio limitado dentro de la cubierta del misil que tiene un diámetro de 18 pies (5,4 metros).

«No hay nada como lo que estamos tratando de lograr al plegar una visera del tamaño de una cancha de tenis, pero es como empacar un paracaídas», dijo Jeff Sheesum, ingeniero principal de diseño de viseras solares en Northrop Grumman. Así como un paracaidista necesita su paracaídas debidamente empaquetado para poder abrirse perfectamente y regresar exitosamente al suelo, Webb necesita almacenar el parasol perfectamente para asegurarse de que también se abra perfectamente y mantenga su forma, a fin de mantenerse exitosamente en el funcionamiento requerido. temperatura.

El proceso de doblar el bloqueador solar, que duró un mes, comenzó con las cinco capas lo más planas posible. En su estado difuso, el Sun Shield se asemeja a un barco plateado de varias capas, por lo que sus superficies naturalmente curvadas agregan un grado de complejidad al movimiento. Luego, las capas se levantaron verticalmente y se apoyaron en un equipo de soporte especial para que pudieran sujetarse adecuadamente para poder plegarlas. Luego, un equipo de técnicos dobló cuidadosamente cada capa en un patrón en zig-zag para crear pilas de películas en forma de acordeón a cada lado del telescopio.

la primera capa El parasol tiene dos milésimas de pulgada (0,005 cm) de espesor, mientras que las otras cuatro capas tienen una milésima de pulgada. Para el equipo, el desafío interno fue la precisión de plegar estas capas delgadas. El proceso de plegado también debe tener en cuenta componentes como 90 cables de tracción diferentes para protectores solares, que deben almacenarse de una manera específica para garantizar que la visera se extienda sin problemas.

Con el proceso de plegado de la visera solar completado con éxito, el equipo de ingeniería preparó la visera para su intrincado despliegue en el espacio. El protector solar se desplegará al final de la primera semana del telescopio en el espacio después del lanzamiento, se expandirá a su tamaño completo y luego separará y ajustará cada una de sus cinco capas. Esta prueba de procedimiento de apertura y tensión se completó por última vez en la Tierra en diciembre de 2020.

«Piénselo al revés; queremos que la visera difusa logre una forma definida para que obtengamos el rendimiento que necesitamos. Todo el proceso de plegado se ha diseñado teniendo eso en cuenta. Tenemos que plegar de forma limpia y con cuidado de la misma manera cada vez «, Dijo James Cooper, ingeniero jefe de visores solares en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland:» La exposición ocurre exactamente de la manera que queremos «.

Por ejemplo, uno de los aspectos más complejos del proceso de plegado implicó la alineación de las pilas de membranas. Cada una de las capas del parasol contiene cientos de orificios intencionales, que están dispuestos intencionalmente para evitar la transmisión de luz y calor a los elementos ópticos del telescopio cuando el parasol está completamente desplegado. Estos orificios deben alinearse durante el plegado para que los técnicos de la banda puedan insertar «pasadores» a través de los orificios en cada conjunto de membrana. Los 107 «pines», o dispositivos de liberación de película, ayudarán a restringir las capas en el lanzamiento, pero suéltelas para abrir el protector solar una vez dentro del telescopio. Vacío.

«Es un proceso muy sistemático que usamos para asegurarnos de que todo esté alineado correctamente», dijo Mark Roth, director de ingeniería mecánica de Northrop Grumman. «Nuestro equipo ha pasado por múltiples sesiones de entrenamiento y hemos implementado muchas lecciones aprendidas de épocas anteriores en las que hicimos este proceso, que culminó con el último pliegue del bloqueador solar».

Durante los próximos tres meses, los ingenieros y técnicos terminarán de almacenar y asegurar el parasol empacado. Este proceso incluirá la instalación de dispositivos de liberación de películas, el equipamiento y la sujeción de todos los cables de las viseras solares y las cubiertas de almacenamiento de las películas de las viseras solares. También incluirá el almacenamiento de los «brazos» de la visera (los kits de varilla media) que extenderán la visera horizontalmente hacia afuera durante el despliegue, así como el almacenamiento de las dos estructuras de paletas que sostienen Protector solar en el lugar.

Además, el observatorio se someterá a un proceso de implementación de espejo final antes de ser enviado al sitio de lanzamiento en la Guayana Francesa, América del Sur.