Webb rozložil svůj obří štít

Sluneční štít Dalekohledu Jamese Webba prošel zkouškou, která je nezbytná k vypuštění celé unikátní observatoře na jaře roku 2021. Technici a inženýři rozložili a napnuli každou z pěti vrstev, které tvoří sluneční štít teleskopu. Dostali jej tak do stejné pozice, ve které bude pracovat zhruba milion a půl kilometrů od Země. „Vůbec poprvé byl sluneční štít rozložen a napnut pomocí palubní elektroniky a navíc i s připojenou teleskopovou částí. Rozložený štít je vizuálně ohromující a jeho splnění byla výzva,“ přiznává James Cooper, manažer slunečního štítu JWST z Goddardova střediska v Greenbeltu, stát Maryland.

Aby mohl pozorovat vzdálené končiny vesmíru, které ještě lidstvo nikdy nespatřilo, je Dalekohled Jamese Webba vybaven arsenálem revolučních technologií. Ty ve výsledku tvoří nejsofistikovanější a nejkomplexnější vědecký kosmický teleskop, jaký kdy vznikl. Mezi zmíněnými pokročilými technologiemi má jisté místo i pětivrstvý sluneční štít, jehož vývoj patřil k těm komplikovanějším. Jeho úkolem je chránit zrcadla a vědecké přístroje na palubě před světlem a teplem, jejichž hlavním zdrojem je Slunce.

Detailní pohled na rozložený sluneční štít JWST.

Detailní pohled na rozložený sluneční štít JWST.
Zdroj: https://www.nasa.gov

Tento teleskop je totiž optimalizován pro sledování vesmíru v infračervené části spektra, což sice umožní vidět i starší a vzdálenější objekty, ale na druhou stranu to vyžaduje, aby byla zrcadla i přístroje extrémně chladné. Právě sluneční štít je klíčový pro regulaci těchto teplot. Jinými slovy, aby mohl JWST v kosmickém prostoru fungovat, je nezbytné, aby správně rozložil svůj tepelný štít.

Samotný štít rozděluje celou observatoř na dvě části – horká je otočená směrem ke Slunci a podle počítačových modelů by se vnější strana měla ohřát až na 383 Kelvinů, tedy 109 °C. Chladná část je otočena směrem od Slunce vstříc hlubokému vesmíru – vnitřní vrstva slunečního štítu by měla mít podle počítačového modelu teplotu pouze 36 Kelvinů, tedy -237 °C. Při takové teplotě by ztuhnul i kyslík, který tady na Zemi dýcháme. Naopak na horké straně byste mohli snadno uvařit vajíčko.

Webbův teleskop testoval rozložení slunečního štítu už dříve během vývoje. Šlo o velmi důležité testy, neboť se při nich podařilo odhalit problémy, které se řešily mnohem lépe, než kdyby se objevily až nyní. To samé platí i pro komplikace zjištěné při testování celé servisní části, hlavně o environmentálních zkouškách, které odhalily hned několik závad. V případě aktuální zkoušky byly jako obvykle použity kladky a závaží, díky kterým bylo možné eliminovat účinky gravitace  a simulovat prostředí mikrogravitace, jaké technika zažije v kosmickém prostoru. Pečlivým monitorováním rozkládání a napínání každé jednotlivé vrstvy se technici ujistili, že stejný proces by měl i ve vesmíru probíhat hladce.

JWST při zkoušce rozložení a napnutí pěti vrstev slunečního štítu.

JWST při zkoušce rozložení a napnutí pěti vrstev slunečního štítu.
Zdroj: https://www.nasa.gov

Při této zkoušce se ukázalo, že systém slunečního štítu přečkal environmentální zkoušky servisní části observatoře. Ukázala nám nové informace o rozhraních a interakcích mezi částmi teleskopu a slunečního štítu,“ vysvětlil Cooper a dodal: „Mnohokrát děkuji všem inženýrům a technikům za jejich vytrvalost, zaměření a nesčetné hodiny úsilí pro dosažení tohoto milníku.

Jak již bylo uvedeno, sluneční štít JWST tvoří pět vrstev polymeru zvaného Kapton. Každá vrstva je pokryta hliníkem, který byl na povrch deponován z plynné fáze a jehož úkolem je odrážet sluneční teplo pryč do vesmíru. Dvě vrstvy, které budou Slunci nejblíže jsou navíc ošetřeny i vrstvou speciálně upraveného křemíku, který je má chránit před ultrafialovým zářením od Slunce.

Webbův teleskop má za úkol zachytit světlo z prvních hvězd a galaxií, které vznikly po Velkém třesku. Ke splnění tohoto úkolu je nutné jednak největší zrcadlo, jaké se kdy podívalo do vesmíru, ale i sluneční štít, jehož plocha je srovnatelná s tenisovým kurtem. Kvůli tomu, jak je teleskop velký, jaký má tvar a jaké jsou termální požadavky, musí být jeho sluneční štít velký a komplexní. Na druhou stranu se však musí vejít do standardního pětimetrového aerodynamického krytu rakety. Po dosažení kosmického prostoru je tedy nutné zajistit spolehlivé rozložení celé složené konstrukce. Toto rozkládání v prostředí mikrogravitace je nutné provést absolutně bez chyby.

Nyní, když JWST prošel touto důležitou zkouškou, čeká na inženýry dlouhý proces perfektně přesného a předem daného skládání slunečního štítu zpět do předstartovní složené konfigurace, ve které logicky zabírá mnohem méně místa než v rozloženém stavu. Jakmile bude tato činnost dokončena, budou následovat důkladné zkoušky elektrických systémů, po kterých přijdou na řadu mechanické testy – třeba vibrační zkoušky simulující chvění při startu rakety. Po této sérii zkoušek přijde na řadu úplně poslední testovací rozložení slunečního štítu, které prověří, že systém funguje i po simulaci startu. Pak se celá konstrukce opět složí a bude čekat na start.

Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/xpjzwp2a.jpeg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/shield_0.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/spjukena.jpeg

Print Friendly, PDF & Email

Kontaktujte autora: hlášení chyb, nepřesností, připomínky
Prosím čekejte...
Níže můžete zanechat svůj komentář.

54 komentářů ke článku “Webb rozložil svůj obří štít”

  1. TomášH napsal:

    Mám otázku. V roku 2021 má byť JWST vypustený. Je teda možné že ho ponesie už modifikovaná Ariane 6 ktorá má štarty plánované na rok 2021-22? Stále čítam že bude vynesený staršou sestrou Ariane 5. A ako áno, bude to bezpečné? Ide ešte o nezabehnutý kus techniky.

  2. Pavel Kralicek napsal:

    Diky za pekny clanek! Kdyz se ted podarilo plne rozvinout slunecni stit podarilo se uz v konstrukci dohledat ztracene sroubky, ktere se vyklepaly pri vibracnim testovani? Zadnou novou zpravu jsem k tomuhle nedohledal a kdyby melo pak naostro rozkladani kvuli tomuto selhat, byl by to fakt pech!:-/

  3. Jakub napsal:

    Nechápu co na tom starne procesory ty budou pořad stejné motory taky a jedině obrazovy snimač by mohli teoreticky vyvinout lepši jak před 20 lety.

  4. Majo napsal:

    No konečne to hádam poletí.Prínos bude ohromný.Len nechápem,prečo to falcon heavy nedoruči až na miesto ale namiesto toho ide arianne 5 či koľko a tá ho zaveze na orbitu a potom ide Webb sám až do tej vzdialenosti 1,5 mil. km?

  5. Jan Jančura napsal:

    Psát o něčem, že je zastaralé, znamená, že existuje něco nového, lepšího. Ale bohužel nic takového v oboru vesmírných teleskopů se neobjeví dříve než za 10-20 let. A že je stařík? Jak může být staříkem, když se ještě nenarodil? Narodí se, až vyjde „z lůna“ rakety Ariane. Hubble je už skutečně staříkem a pořád podává špičkové výkony.

  6. Štěpán Krňanský napsal:

    Máte pravdu, že to stojí šílené peníze a každým rokem to zastarává..

    Ale i tak to bude pecka až se to konečně dostane do vesmíru..

    Abych řekl pravdu, tak spíš než cena a nebo postupné zastarávání mi vadí ta krátká životnost… 5 let je na takhle drahý projekt trošku málo… I když třeba se podaří nějak prodloužit – uvidíme..

    Jinak doufám, že nástupce už bude mít možnost servisu a upgradu. A pokud ne, tak aspoň, aby se k němu dala poslat sonda s provozními látkami.

    No ať je to jakkoliv, buďme rádi za to, že se do tak velkého projektu Nasa pustila… Výsledek bude stát zato ..

    • Atlas napsal:

      To je minimalna zivotnost a ta co som si zatial vsimol je u vesmirnych projektov casto velmi znizovana.
      Podla mna da 10rokov mozno aj viac.

    • Dušan Majer Administrátor napsal:

      Je to primární životnost, která se jako u každého jiného projektu prodlužuje. Děláte jako kdybyste neznal taktiku NASA. 😉

    • bohyn napsal:

      JWST by zastarával, pokud by existovalo něco lepšího, ale ono nic není a zatím nejsou ani plány něco lepšího postavit.
      Hubble se začal stavět 1978, startoval až 1993 a poslední servis měl 2009, přesto bych ho neoznačoval jako zastaralý.

      • 3,14ranha napsal:

        Plány (přesněji studie, či koncepty) na lepší by byly (ATLAST, HDST, LUVOIR).

        Ale považuji za logické a samozřejmé, že vědecká a inženýrská komunita čeká jak se osvědčí JWST.

        • bohyn napsal:

          To jsou skutečně „jen“ studie. ATLAST a HDST jsou konkurenční studie projektu LUVOIR. Ještě se neshodli co vlastně chtějí pozorovat. U ATLAST ještě třeba ani neví, jak velké by mělo být primární zrcadlo. Je ale určitě dobře, že se něco děje a přemýšlejí co dál. Ke konstrukčním plánům je ale ještě daleko.

      • Racek napsal:

        Zastarávat samozřejmě mohou přístroje, čidla či něké systémy, třeba orientace a pod. V tomto případě věřím, že k průbežné modernizaci dochází. Jako u všech dalekohledů, dostatečně přesné zrcadla či čočky se vyrábí už více než 100 let, takže řada z těch strších stačí průběžně modernizovat přístrojové vybavení.
        Jinak u téhle myse budu mít asi zavřené oči, aby se něco …atd.
        Tenhle superpřístroj je konsruován na samé hranici možností a je to konstrukce neobyčejně složitá. No, moc tyhle záležitosti potřebujeme. Jak se zdá, o 70 % hmoty ve vesmíru nevíme skoro nic a i tohle může být jeden ze základních pilířů jejího výzkumu.

        • Radim Pretsch Redakce napsal:

          To je hodně naivní pohled. Každá součástka je certifikována, otestovaná samostatně, pak v rámci příslušného(ných) subsystému/ů a následně celého systému. Pokud byste ji chtěl v průběhu doby vyměnit, musel byste znovu projít celým testovacím a certifikačním procesem a vzhledem k potřebným časům a probíhajícím modernizacím byste se zacyklil a nedostal nikam. Tohle není dalekohled na Kleti ale teleskop v kosmu.

          Taky není „konstruován na samé hranici možností“. Konstrukce je náročná zejména kvůli odladění systémů, rozměrům, pracovnímu prostředí a nezbytným testům, atd. Ale dnes vznikají náročnější konstrukce/ stavby.

  7. Jan Jančura napsal:

    Díky za zajímavý článek.
    Velice oceňuji odvahu NASA, že do takového nesmírně komplexního a riskantního projektu šla. Cena a čas je daní za většinu pionýrských projektů – viz ISS, LHC, ITER apod. Jen jaký průlom do poznání vesmíru přinesl ve své době ne levný Hubble teleskop apod.! Poněvadž už mám dost let, doufám, že se dožiji jeho vypuštění a pokud ano, budu držet palce, aby vše vyšlo, jak NASA plánuje.

  8. zdeňek napsal:

    Taky mám pocit, že už je trošku zastaralý a stárne dál.

  9. vreckam napsal:

    Tak tady se asi neřídili Muskovým příslovím, že nejlepší součástka, je žádná součástka :-O … příjde mi to strašně, ale strašně komplikované, dle toho videa :-O

    • Dušan Majer Administrátor napsal:

      Vzhledem k úkolům ,které má plnit a omezení velikostí aerodynamického krytu to jinak nejde.

    • 3,14ranha napsal:

      Vzhledem ke hmotnostním limitům silně pochybuji, že jsou tam nějaké součástky „navíc“.

      Ani v nákresu, ani v PR prezentacích dosud neexistuje raketa, která by takový teleskop vynesla nahoru bez nutnosti ho poskládat.

      A zrovna JWST bude pozorovat oblohu ve vlnových délkách které na Zemi dost dobře pozorovat nejdou. Je tedy nenahraditelný.

      PS: Koneckonců pokud úřady povolí ty počty družic které žádá SpaceX pro Starlink a další tisíce ostatním firmám, tak se obávám že to lidstvo přijde ještě hodně draho (vesmírné teleskopy jsou řádově dražší než ty pozemní, byla doslova škoda, kdyby do vesmíru musely „emigrovat“ i teleskopy pro viditelné spektrum).

  10. Alois napsal:

    JWST je opravdu stařík. Příprava na Zemi 25 let, jen odklady startu 7 let. Nizoučká spodní hranice životnosti – pouhých 5 let – limituje cenu pozorovací hodiny, ta bude závratná. Cenově bude a dlouho zůstane nejdražším nepilotovaným projektem všech dob a cena s odklady nadále utěšeně roste.

Zanechte komentář

Chcete-li přidat komentář, musíte se přihlásit.