Teleskop Web NASA mengemas kerai sejauh satu juta mil

Para insinyur yang bekerja pada Teleskop Luar Angkasa James Webb NASA telah berhasil melipat dan mengisi pelindung matahari pada perjalanan jutaan mil (sekitar 1,5 juta km) berikutnya, yang dimulai akhir tahun ini.

Pelindung matahari – struktur lima lapis berbentuk berlian seukuran lapangan tenis – dirancang khusus untuk dilipat di sekitar sisi teleskop dan masuk ke dalam batas kendaraan peluncur, Ariane 5. Sekarang pelipatan selesai di Northrop Grumman di Pantai Redondo, California, pelindung matahari akan tetap menggunakan bentuk Compact selama peluncuran dan beberapa hari pertama observatorium akan dihabiskan di luar angkasa.

Pelindung matahari dirancang untuk melindungi optik teleskop dari sumber panas apa pun yang dapat mengganggu penglihatannya, dan merupakan salah satu komponen Webb yang paling penting dan kompleks. Karena Webb adalah teleskop infra merah, cermin dan sensor harus disimpan dalam suhu yang sangat dingin untuk mendeteksi sinyal panas samar dari objek yang jauh di alam semesta.

Di luar angkasa, salah satu sisi pelindung matahari akan selalu memantulkan cahaya dan panas latar dari matahari, bumi, dan bulan. Model termal menunjukkan bahwa suhu maksimum untuk lapisan luar adalah 383 K, atau sekitar 230 derajat Fahrenheit. Sementara itu, sisi lain dari pelindung matahari akan selalu menghadapi permukaan yang dalam, dengan lapisan terdingin memiliki suhu minimal 36 K, atau sekitar minus 394 derajat Fahrenheit.

Saat digunakan sepenuhnya, pelindung matahari teleskop berukuran 70 kaki kali 47 kaki (21 meter kali 14 meter). Saat disimpan di dalam rudal untuk diluncurkan, pelindung matahari terlipat akan terbungkus di area yang sangat sempit di antara struktur observatorium lainnya untuk mengakomodasi ruang terbatas di dalam penutup rudal yang memiliki diameter 18 kaki (5,4 meter).

“Tidak ada yang benar-benar seperti apa yang kami coba capai dengan melipat pelindung matahari seukuran lapangan tenis, tapi ini seperti mengemas parasut,” kata Jeff Sheesum, kepala insinyur desain pengawas matahari di Northrop Grumman. “Sama seperti skydiver yang membutuhkan parasutnya yang dikemas dengan baik agar dapat sepenuhnya terbuka dan berhasil kembali ke tanah, Webb perlu menyimpan pelindung matahari secara ideal untuk memastikannya juga terbuka dengan sempurna dan mempertahankan bentuknya, agar berhasil mempertahankannya pada operasi yang diperlukan. suhu.”

Proses melipat tabir surya selama sebulan dimulai dengan lima lapisan serata mungkin. Dalam keadaan menyebar, Sun Shield menyerupai kapal perak berlapis-lapis, sehingga permukaannya yang melengkung secara alami menambah tingkat kerumitan saat bergerak. Kemudian, lapisan-lapisan tersebut diangkat secara vertikal dan ditopang pada peralatan pendukung khusus sehingga dapat ditahan dengan baik agar dapat dilipat. Kemudian tim teknisi dengan hati-hati melipat setiap lapisan dalam pola zig-zag untuk membuat tumpukan membran seperti akordeon di kedua sisi teleskop.

Lapisan pelindung matahari pertama memiliki tebal dua per seribu inci (0,005 cm), sedangkan empat lapisan lainnya adalah seperseribu inci. Bagi tim, tantangan internal adalah keakuratan melipat lapisan tipis ini. Proses pelipatan juga harus memperhitungkan komponen seperti 90 kabel tarik berbeda untuk tabir surya, yang harus disimpan dengan cara tertentu untuk memastikan pelindung matahari menyebar dengan lancar.

Dengan proses pelipatan pelindung matahari berhasil diselesaikan, tim teknik mempersiapkan pelindung matahari untuk penerapannya yang rumit di luar angkasa. Pelindung matahari akan terbuka pada akhir minggu pertama teleskop di luar angkasa setelah peluncuran, membesar hingga ukuran penuhnya dan kemudian memisahkan dan mengencangkan masing-masing dari lima lapisannya. Uji prosedur terbuka dan tegangan ini diselesaikan untuk terakhir kalinya di Bumi pada Desember 2020.

“Pikirkan tentang itu ke belakang; kami ingin pelindung matahari yang tersebar mencapai bentuk yang ditentukan sehingga kami mendapatkan kinerja yang kami butuhkan. Seluruh proses pelipatan telah dirancang dengan pemikiran itu. Kami harus melipat dengan rapi dan hati-hati dengan cara yang sama setiap saat , untuk memastikan bahwa kami mendapatkan kinerja yang kami butuhkan. “, Kepala teknisi sunvisor di Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA di Greenbelt, Maryland:” Eksposur terjadi persis seperti yang kami inginkan. “

Misalnya, salah satu aspek yang lebih kompleks dari proses pelipatan melibatkan penyelarasan tumpukan membran. Setiap lapisan pelindung matahari berisi ratusan lubang yang disengaja, yang sengaja disusun untuk menghindari transmisi cahaya dan panas ke elemen optik teleskop saat pelindung matahari dipasang sepenuhnya. Lubang ini harus dibariskan selama pelipatan sehingga teknisi web dapat memasukkan “pin” melalui lubang di setiap unit membran. 107 “pin”, atau perangkat pelepas membran, akan membantu membatasi lapisan saat diluncurkan, tetapi melepaskannya untuk mengungkap pelindung matahari begitu teleskop berada di luar angkasa.

“Ini adalah proses yang sangat sistematis yang kami gunakan untuk memastikan semuanya selaras dengan benar,” kata Mark Roth, kepala teknisi mesin Northrop Grumman. “Tim kami telah melalui beberapa sesi pelatihan, dan kami telah menerapkan banyak pelajaran dari waktu sebelumnya kami melakukan proses ini, yang berpuncak pada lipatan tabir surya terakhir.”

Selama tiga bulan ke depan, para insinyur dan teknisi akan menyelesaikan penimbunan dan mengamankan pelindung matahari yang dikemas. Proses ini akan mencakup pemasangan perangkat pelepas film, melengkapi dan mengamankan semua kabel pelindung matahari, dan penutup penyimpanan untuk film pelindung matahari. Ini juga akan mencakup penyimpanan “lengan” pelindung matahari – kit lengan tengah – yang akan memperpanjang pelindung matahari secara horizontal ke luar selama pemasangan, serta dua palet struktural yang menahan pelindung matahari di tempatnya.

Selain itu, observatorium akan menjalani proses penyebaran cermin terakhir sebelum dikirim ke lokasi peluncuran di Guyana Prancis, Amerika Selatan.