Další rána pro Webbův teleskop

Dalekohled Jamese Webba (JWST)

Vývoj mimořádných projektů často naráží na mnoho technických problémů, protože je potřeba připravit systémy buďto mimořádně přesné, nebo mimořádně velké – někdy dokonce platí obě tyto podmínky. Inženýři proto musí často vyšlapávat novou cestu, se kterou ještě nemají zkušenosti. Příprava velkých projektů, kterým se často právem říká vlajkové lodě, je tedy drahá a dlouhodobá činnost. Své o tom ví lidé zapojení do přípravy vlajkové lodě astronomie příštího desetiletí – Dalekohledu Jamese Webba. Jejich projekt totiž potkalo už několik komplikací a nyní čelí další.

Servisní modul JWST se slunečním štítem během akustických zkoušek.

Servisní modul JWST se slunečním štítem během akustických zkoušek.
Zdroj: https://mk0spaceflightnoa02a.kinstacdn.com

Termín vypuštění tohoto teleskopu byl již před několika týdny odložen o více než rok na rok 2020, ale při nedávných zkouškách v areálu společnosti Northrop Grumman, která je hlavním dodavatelem teleskopu se objevil nový problém. Servisní modul teleskopu prošel akustickými testy, které simulovaly hlukové zatížení konstrukce během startu a po každé takové zkoušce následuje zevrubná kontrola. Ta tentokrát odhalila, že se některé spojovací prvky uvolnily. Servisní modul můžeme označit za srdce teleskopu, které spojuje optickou část OTIS, která obsahuje vědecké přístroje a zrcadla, s pětivrstvým slunečním štítem. Servisní modul obsahuje i solární panel produkující elektrickou energii, najdeme tu i pohonné systémy.

Podle vyjádření NASA se uvolnily šrouby a podložky, které měly držet membránu slunečního štítu na svém místě během startu. „NASA zvažuje možnosti opravy a dalších zkoušek servisního modulu,“ uvedl Greg Robinson, programový ředitel Webbova teleskopu a dodal: „Týmy analyzují výsledky testů a konfiguraci hardwaru a aktivně připravují  korektivní činnosti, které se použijí v blízkém časovém horizontu. Očekáváme, že již brzy začneme opět testovat, abychom bezpečným a metodickým způsobem mířili vstříc úspěchu.“

Maketa teleskopu Jamese Webba

Maketa teleskopu Jamese Webba
Zdroj: http://upload.wikimedia.org

Zástupci NASA ve svém prohlášení zdůrazňují jeden důležitý fakt, který by nám neměl unikat. Krásně se totiž ukázala důležitost pozemních zkoušek, které často dokáží zabránit drahým a často nevratným chybám, které by se projevily až ve vesmíru. „Tohle je příklad toho, proč jsou kosmické systémy tak komplexně a náročně testovány na Zemi. Cílem je objevit nedokonalosti a opravit je ještě před startem,“ uvedl Robinson. O aktuálním problému jako první informoval portál Space News, podle kterého se uvolněné šrouby objevily krátce poté, co NASA na konci března oznámila odklad startu JWST z března 2019 nejdříve na květen 2020. Teleskop už několik měsíců předtím zažil jeden výrazný odklad startu z roku 2018 na rok 2019.

„Není to žádná hrozná zpráva, ale taky to není potěšující novinka,“ shrnul podle webu Space News situaci Robinson minulý týden na setkání National Academies’ Space Studies Board. Odklad startu oznámený na konci března tedy nijak nesouvisel s povolenými šrouby, které byly odhalené až poté. Odklad byl zdůvodněn vícenásobnými závadami na servisním modulu a slunečním štítu, jejichž výrobu má na starost právě Northrop Grumman, který zodpovídá i za předstartovní testy simulující podmínky startu a pobytu ve vesmíru.

Pohled na pět vrstev sluneční clony Webbova teleskopu.

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

Před akustickými testy byl servisní modul i se slunečním štítem podroben zkouškám mechanických šoků, které simulovaly síly, které budou na konstrukci působit při oddělení od horního stupně rakety Ariane 5. Následovaly již zmíněné akustické testy simulující hluk při startu a po nich měl přijít vibrační test, při kterém by byla konstrukce rozechvěná tak jako při startu rakety. „Potřebujeme více času, abychom otestovali a úspěšně integrovali vysoce komplexní sluneční štít a servisní modul,“ uvedl Thomas Zurbuchen, přidružený administrátor NASA pro vědu 27. března a dodal: „Dokončení této akce zabere více času a také je tu několik závad, ke kterým došlo.“

Webbův teleskop bude nejodvážnější a nekomplexnější astronomickou observatoří, jaká se kdy dostala do vesmíru. První návrhy na jeho stavbu jsou starší než 20 let a od té doby prošel projekt řadou změn. Rozšířila se jeho pozorovací schopnost, překonal řadu technických potíží a také nafouknul svůj rozpočet. Původně měl stát „jen“ méně než miliardu dolarů, ale nyní (když započteme i cenu za start a provoz včetně evropského a kanadského podílu) je již nad hranicí deseti miliard dolarů!

OTIS - optická část Webbova teleskopu ukrývající vědecké přístroje je vykládána z kontejneru STTARS.

OTIS – optická část Webbova teleskopu ukrývající vědecké přístroje je vykládána z kontejneru STTARS.
Zdroj: https://www.nasa.gov

Teleskop dostal své jméno po administrátorovi, který vedl agenturu NASA v šedesátých letech a dosavadní náklady NASA na tomto projektu zatím dosáhly 7,3 miliardy dolarů. S odkladem na rok 2020 by měly náklady na vývoj projektu překročit hranici osmi miliard dolarů, kterou zákonodárci stanovili jako strop pro vývojovou fázi. Pokud by došlo k jejímu překročení, musel by být celý projekt znovu přezkoumán a znovu schválen Kongresem. Zbytek nákladů z již zmíněných deseti miliard tvoří náklady na vypuštění teleskopu, příspěvky evropské a kanadské agentury a také náklady na provoz observatoře.

Zástupci NASA již objevili několik chyb, kterých se týmy z Northrop Grumman dopustily: poškozený převodník byl během testů nesprávně napájen a potřebuje vyměnit. Ventily pohonného systému budou muset být také vyměněny, jelikož nebyly správně vyčištěné. Poškozený je i ohřívač katalyzátoru, který byl vystaven nesprávnému napětí.

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

Vážnou komplikací je i to, že se v membránách slunečního štítu objevily trhliny. K této závadě došlo během rozkládacího testu, při kterém se zkoušelo, jak se celá sestava s rozměry srovnatelnými s tenisovým kurtem, bude rozkládat ve vesmíru. Kromě trhlin se ukázalo, že rozložení a opětovné složení zaberou více času, než se čekalo.

Optická sestava OTIS s vědeckými přístroji již má své zkoušky za sebou. V minulých měsících je podstoupila na Goddardově středisku v Greenbeltu, stát Maryland a na Johnsonově středisku v Houstonu. Následně byla na začátku letošního roku převezena do Los Angeles, konkrétně pak do Redondo Beach, kde sídlí Northrop Grumman.

NASA v březnu také uvedla, že do budoucna bude vývoji JWST věnovat mnohem větší pozornost a dohled v přímé spolupráci s prezidentem Northrop Grumman a předsedkyní představenstva. NASA chce také vyslat projektového manažera do továrny Northrop Grumman, kde by se měl dlouhodobě usadit společně s odborníky na zkoušky a integraci kosmických systémů během kritických operací.

Dalekohled Jamese Webba

Dalekohled Jamese Webba
Zdroj: https://www.nasa.gov/

Agentura také přidala denní a týdenní zhodnocení plánů s Northrop Grumman, což také přetváří celou strukturu managementu projektu. Sama společnost Northrop Grumman v březnu uvedla, že provedla personální změny a aktualizovala všechny procesy. Některé z chyb, totiž podle NASA měly být způsobeny špatně či nedokonale napsanými pokyny.

Kathy Warden, předsedkyně představenstva uvedla 25. dubna, že Webbův teleskop je první zařízení svého druhu a jeho vývoj znamená významný technologický skok ve vývoji kosmických prostředků: „Když lidé něco takového vyvíjí poprvé, tak se stane, že se něco musí nejprve naučit. Snažíme se zajistit, aby veškerá školení, která poskytujeme našim lidem, bylo nadále zaměřené tak, abychom mohli dát nejlepší šanci na úspěch. Dělání věcí poprvé s sebou přináší neoddělitelná rizika. My i NASA jsme partneři a snažíme se tato rizika objevit a eliminovat, abychom dostali projekt k spěšnému startu a naplnění jeho objevitelských úkolů.“

Vizualizace Webbova teleskopu na raketě Ariane 5.

Vizualizace Webbova teleskopu na raketě Ariane 5.
Zdroj: http://static6.businessinsider.com

NASA mezitím čeká na výsledky nezávislé hodnotící komise, které předsedá Thomas Young, zkušený veterán průmyslu spojeného s vývojem kosmických technologií, který pracoval ve firmě Lockheed Martin i jako ředitel mise marsovských sond Viking. Tato komise by měla do konce května předložit zprávu rozebírající technické, harmonogramové i rozpočtové potíže spojené s vývojem Webbova teleskopu. Na základě této zprávy se NASA rozhodne, zda potvrdí nový termín startu, zatím odhadovaný na květen 2020 a také ukáže nové cenové odhady celé mise.

Pracovníci z Northrop Grumman po vyřešení všech problémů spojí servisní modul (jehož součástí je i sluneční štít) s optickou sestavou OTIS, aby mohly začít komplexní zkoušky celé sestavy. Teprve po jejich dokončení bude možné teleskop odeslat na kosmodrom v Kourou. Teleskop bude mít při startu složený sluneční štít, solární panel, antény i zrcadla. Několik týdnů pak zabere jeho postupné rozkládání  při cestě do libračního centra L2 soustavy Slunce-Země.

Teleskop bude pracovat zhruba 1,5 milionu kilometrů od Země, kde bude primární zrcadlo o průměru 6,5 metru sbírat světlo ze vzdálených zdrojů, aby jej následně mohly analyzovat čtyři vědecké přístroje. Ty jsou ukryté za slunečním štítem, který je chrání před zahřátím paprsky, takže mohou odhalit tajemství kosmických objektů – od turbulentních následků Velkého třesku, přes formování galaxií, až po podmínky na planetách u jiných hvězd.

Zdroje informací:
https://spaceflightnow.com/

Zdroje obrázků:
http://static.ddmcdn.com/gif/jwst-art-670×440-150421.jpg
https://mk0spaceflightnoa02a.kinstacdn.com/…/2018/05/jwst-acoustics-678×469.jpg
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a3/JWST_people.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/image2-sunshield_5_layers.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/otis_spacecraft.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/17-0717-sp-rmb-5558pan.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/lightsout.jpg
http://static6.businessinsider.com/…/ariane-5-rocket-esa-james-webb-space-telescope.jpg

Další rána pro Webbův teleskop, 5.0 out of 5 based on 23 ratings
Pin It
(Visited 6 527 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 (23 votes cast)
(Visited 6 527 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 “Další rána pro Webbův teleskop”

  1. Alois napsal:

    Deset miliard je obrovská suma, ale dvacet let vývoje je na pováženou. Během té doby sice došlo k nepodstatným modernizacím, ale idea nezadržitelně zastarává. Jestli se nemýlím tak to bude nejdražší náklad všech dob.
    K závadám: nesprávné napětí při zkouškách tu už jednou bylo a mělo fatální následky – Apollo 13. Mechanické závady by se neměly vyskytovat, americké aerokosmické firmy vyrábějí špičkové komponenty kosmických těles od počátku kosmonautiky a navíc mají vlastní výstupní kontrolu.
    Hlava mi nebere proč tak drahé zařízení nevypouštějí vlastní raketou, současně žasnu do jakého rizika jde Evropa. Otázka je kolik bude stát pojištění startu, jestli to vůbec někdo bude schopen pojistit.

    • Petr Šída napsal:

      Však na to přišli při výstupní kontrole ….

    • Dušan Majer napsal:

      K Ariane 5 – je to jeden z nejspolehlivějších nosičů světa, navíc má dostatečně velký aerodynamický kryt a nosnost. A do třetice – jde o součást evropského příspěvku do celého projektu.

  2. Vašek napsal:

    Vidim tu velky potenciál pro Orion+SLS a nebo DragonCrew+FH. Nevěřím tomu, ze to bude fungovat. Je to proste moc komplexní. A nakonec jak Dragon tak Orion lze pouzit jako deep space plavidla..

    • Petr Šída napsal:

      Naopak, musí to fungovat, pokud se něco pokazí, tak je konec, není stavěný na servisovani

      • Vašek napsal:

        No pokud se tam pokazí součástka za 1000 $ v uvozovkách a kvůli tomu se jim to berozbali, bude asi velka diskuze, jestli je servisovani možné ci nikoliv. A Elon Musk pak řekne není problem, posaďte to na FH, my to dame. Ted to přeháním, ale ja uz tomu přestávám věřit. 10 mld $ a porad to není letuschopne, to je něco sileneho. Vždyť to je uz vic nez třetina rozpočtu programu Apollo ne?

        • Jiří Hošek napsal:

          Musí se porovnávat reálné ceny, po zohlednění inflace. Cena programu Apollo v cenách roku 2018 je 150 miliard dolarů.

        • frank napsal:

          Jsa trochu pamětník si ještě pamatuji cenu a problémy s Hubblem, ten by v dnešních cenách stál minimálně 3 miliardy USD 🙂
          Projekt jel od roku 1975, financování schváleno 1977, finálně se zjistilo, že zrcadlo potřebuje korigovat kvůli výrobní vadě 🙁 sférická aberace)
          Původní rozpočet byl překročen skoro 3x, trvalo 13 let než ho dostali do vesmíru a další 3 roky se čekalo na opravu. Od první čárky na projektu 18 roků k první skutečně kvalitní fotce….

          Takže se neděje nic mimořádného 🙂

        • Petr Šída napsal:

          Přesně, je to prostě strašně složitý stroj

          k tomu servisování, ono doletět tam je to nejjednodušší (a i to není brnkačka), ale pokud konstrukce neumožní jednoduché výměny a třeba jenom uchycení, tak je to k ničemu ….

        • Vlastimil Pospíchal napsal:

          Let s lidskou posádkou do L2 v současné době nepřichází v úvahu. Jediná potenciální možnost servisu je robotická.

    • 3,14ranha napsal:

      FH nemá a podle Elona ani neusiluje o certifikaci letů s posádkou.
      Dragon by snad zvládnul oblet Měsíce po návratové dráze (délka mise řádově dny)
      …ale bez vylepšení Dragonu na ÚPLNĚ JINOU LOĎ by těžko zvládnul několikatýdenní misi do 5x vzdálenějšího bodu L1

      • Vladimir Todt napsal:

        Jediná loď, ale pouze nyní v počátcích výstavby, která by toto zvládla, je polonákladní verze BFR (na velké družice). Ale ta bude pravděpodobně až za za nějakou dobu.
        Tedy pro jistotu držme v tomto SpaceX palce, protože v případě problému vím pouze o této alternativě. SLS s jiným “Orionem” apod. pro tyto účely není asi ani na papíře.

        • 3,14ranha napsal:

          SLS s Orionem čistě teoreticky by to zvládla (nosič je silný dost), ale ekonomicky by to byl zabiják, byl by potřeba nejspíš restartovatelný třetí stupeň a pro posádku připojit modul s dalšími zásobami (mise by trvala déle než 3 týdny) a hlavně vybavením k samotné opravě teleskopu

          Studie na takový přídavný modul (určený k výpravám k blízkozemním asteroidům) existují od počátku programu Orion, ale asteroidy se postupně posouvaly na vedlejší kolej ve prospěch DSG stanice u Měsíce až se uložily k ledu úplně

    • Jiří Hošek napsal:

      I když odhlédneme od toho, že se Orion nemá jak připojit k JWST, tak samotný Orion je konstruován na autonomní let v maximální délce 21 dnů se čtyřlennou posádkou. Přitom video o letu JWST k libračnímu centru L2 soustavy Slunce-Země končí v T+29 dnů. Taková expedice by tedy musela být minimálně tříměsíční…

  3. Zdeněk napsal:

    To vypadá, že v NG jde kvalita prací rapidně dolů. Poškodit 3 systémy a ještě poškodit plachtu,to je hrůza. Nehledě na to, a vypouštěcí adaptér na ZUMĚ taky podělaly. Vypadá to jako by jim Spacex sebral nejlepší odborníky a v NG zůstaly jen ti” průměrní”. Ještě že tam NASA posílá svoje lidi, jinak ten teleskop úplně rozkopou a může jít rovnou do šrotu.

    • Samo2 napsal:

      NG robí troška iné veci ako SpaceX problém je asi len v tom že robia veci ktoré nezvládajú…

      • Jirka Hadač napsal:

        Víš, děláš li něco nového, můžeš mít štěstí, že to zvládneš a funguje bez problémů, ale častěji se můžeš potkávat s nečekanými problémy. Zaplať pánbů za pozemní testy. Lepší než aby se opakovala podobná chyba jako tenkrát u Perkin Elmeru.

    • jregent napsal:

      Úspěšně to rozvinout bude majstrštyk.
      Více než 20 dnů na rozvinutí, asi 100 servomotorů!

      • Vlastimil Pospíchal napsal:

        Doufejme, že ty servomotory zvládnou rozvinutí, i kdyby polovina z nich byla nefunkční.

    • pbpitko napsal:

      SpaceX konštruuje rakety a potrebuje iba odborníkov na raketovú techniku.
      Nepotrebuje žiadnych odborníkov na stavbu ďalekohľadov či iných vedeckých prístrojov a teda nepotrebuje lanáriť odborníkov z Northrop Grumman či iných podobných firiem. A tie zase nepotrebujú odborníkov na rakety.
      pb

  4. entes napsal:

    chtelo by to velkou raketu ktera by to tam posadila proste tak jak to ma byt. A misto te silene slunecni steny tam dat betonovy panel 😀

  5. ldx napsal:

    Skoro bych se už pomalu vsadil, že evropský pozemní teleskop ELT v Atakamě bude dostavěn rychleji, než bude funkční JWT…

    V každém případě až (a pokud) budou funkční oba, bude možné vzájemně potvrdit pozorování, protože rozlišení by mělo zhruba odpovídat. Výhoda ELT ale bude v tom, že bude možné upgradovat, tak jak půjde technika dopředu.

    • 3,14ranha napsal:

      To je jako srovnávat jablka s hruškami, protože JWST je určený pro infračervené spektrum a z principu bude mít VELMI studené dokonce i primární zrcadlo (= minimalizace tepelného šumu)

      ELT oproti tomu bude mít giganticky úžasnou sběrnou plochu (a tedy teoreticky navrch)… ale bude se necházet až pod pokličkou atmosféry, která některé vlnové délky nepropustí vůbec a ty prošlé alespoň různými způsoby znehodnocuje a deformuje

      • ldx napsal:

        Ano tak to máte jistě pravdu, JWST má v tomhle jasnou výhodu, že v dohlédne až na počátky vesmíru.

        Na druhou stranu pro výzkum exoplanet v naší a přilehlých galaxiích anebo zkoumání zásadních fenoménů dejme tomu do vzdáleností pár milionů světelných let, tam budou myslím z hlediska získání nových poznatků srovnatelné, i přesto, že se jejich pohled bude lišit…

        • entes napsal:

          tak jsem si sel neco precist o ELT a zaujala mne fotka na Wiki s titulkem: “Polotovar prvního segmetu hlavního zrcadla (leden 2018)”. A pochopil jsem ze prvni prispevek byl nejspis myslen ironicky 😀

        • ldx napsal:

          entes: Těch zrcadel bude sice několik stovek, ale jsou relativně malá, není důvod proč by se to nedalo stihnout vyrobit během dvou tří let… spíš bych se bál nějaké budoucí ekonomické krize, kdy by EU seškrtala rozpočet na výzkum včetně financování tohoto teleskopu.

        • 3,14ranha napsal:

          ESO nerovná se EU, kromě toho ELT už dávno přerostlo evropský prostor a jde teď o globální projekt.

          Ještě lepší zpráva je, že rozpočet by měl být asi již pokupě (v roce 2014 měli mít nasbíraných 90% peněz). Tohle už je tak velký projekt a tak mediálně sledovaný že kontrakty a stavba byly určitě podmíněné finančním krytím. Ani ESO, ani zúčastněné průmyslové firmy nechtějí blamáž.

  6. Viktor napsal:

    Prominte ale trochu historie: stanice Skylab byla na zacatku sedmdesátých opravovana naprosto neplanovane,improvizovane a v casovem presu..konstrukcni vystupy EVA se do te doby ani neuvazovali,netrenovali a pravdepodobne pro ne nebyl ani tento zkraceny nazev..stanice nemela uchyty a skafandry fungovali jen na “hadici” a zvladli to!! Stanice by jinak nebyla pouzitelna! Proste nikdy nerikejte nikdy a nepodceňujte lidi,kteri dokazi v tisni vic nez si mysli..Elon by asi mohl vypravet ps: WEB je dosud na zemi,tak aspoň uchyty se tam snad nekam taky mohou ještě dat kdyby se chtelo..

    • 3,14ranha napsal:

      Snad to nebude vypadat že si odporuji s tím co jsem psal na začátku diskuze. Ale oprava Skylabu by se s případnou opravou JWST naprosto nedala srovnat.

      U skylabu tam “nějak” potřebovali dostat náhradní sluneční clonu a násilně uvolnit sluneční panely. A to vše na nízké oběžné dráze.

      JWST bude umístěn stotisíckrát dál a těžko na něm něco opravíte kleštěmi a kladivem. Jako teoreticky je možné skoro všechno… Ale netroufám si odhadnout jestli by opravářská mise nebyla dražší než nově vyrobit a vynést náhradní teleskop

      • ldx napsal:

        Ano ale jsme o 50 let dále. Snad nechcete srovnávat tehdejší techniku s dnešní.
        Samozřejmě z hlediska hrubé síly zůstává Saturn V. nejsilnější, o tom žádná.

  7. Viktor napsal:

    Odhaduji to na tri tydny az mesic pro takovou misi..na to orion staveny je s podporou 4clenne posadky tusim..radiaci po takovou dobu by clovek mel ještě snest bez nasledku viz Apollo..pokud tou dobou bede funkni BFR? to uz jsou spekulace,ale znova nikdy nerikej nikdy..u Skylabu rozhodne nemeli jistotu,ze uspeji,ale proste jim to za to stalo..

Zanechte komentář