Alla 18 guldbelagda primära speglar av NASA:s rymdteleskop James Webb ses helt avslöjade efter avlägsnande av skyddskåpor installerade på bakplansstrukturen, när tekniker arbetar inne i det enorma rena rummet vid NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland den 3 maj 2016 De sekundära spegelmonterade bommarna fälls ned för att förvaras för startkonfiguration. Kredit: Ken Kremer/kenkremer.com
NASA GODDARD SPACE FLIGHT CENTER, MD – Det är fascinerande! Det är den överväldigande känslan som uttrycks bland de lyckliga få som sätter sina egna ögonglober på den nyligen exponerade gyllene primärspegeln i hjärtat av NASA:s mammut James Webb rymdteleskop (JWST) – en känsla som delas av teamet som bygger det unika observatoriet och mig själv under ett besök av Universe Today den här veckan.
'Teleskopet är uppe nu [konkavt]. Så du ser den i all sin glans!” sa John Durning, Biträdande projektledare för Webb Telescope, i en exklusiv intervju med Universe Today på NASA:s Goddard Space Flight Center tisdagen den 3 maj, efter att omslagen försiktigt togs bort för bara några dagar sedan från alla 18 primära spegelsegment och strukturen var tillfälligt pekade med framsidan uppåt.
'Hela spegelsystemet är utcheckat, integrerat och inriktningen har kontrollerats.'
På nära håll från sidan av nyligen exponerade guldbelagda primärspeglar installerade på spegelbakplanet som håller strukturen för NASA:s James Webb rymdteleskop inne i det enorma rena rummet vid NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland den 3 maj 2016. Akteroptikundersystemet står upprätt. i mitten av 18 spegelsegment mellan stuvade sekundära spegelmonterade bommar. Kredit: Ken Kremer/kenkremer.com
Det är ett banerår för JWST på Goddard där ingenjörerna och teknikerna är långt inne i den slutliga monterings- och integrationsfasen av den optiska och vetenskapliga instrumentdelen av det kolossala observatoriet som kommer att revolutionera vår förståelse av kosmos och vår plats det i. Och de är går vidare i snabb takt.
JWST är den vetenskapliga efterträdaren till NASA:s 25 år gamla rymdteleskop Hubble. Det kommer att bli det största och mest kraftfulla rymdteleskopet som någonsin byggts av mänskligheten efter att det lanseras om 30 månader.
Flygstrukturen för bakplansenheten fackverk som håller speglarna och vetenskapsinstrumenten anlände till Goddard i augusti förra året från Webbs huvudentreprenör Northrop Grumman Aerospace Systems i Redondo Beach, Kalifornien.
Det mödosamma monteringsarbetet för att sätta ihop den 6,5 meter långa diametern primärspegeln började strax före Thanksgiving-helgen 2015, när den första enheten framgångsrikt installerades på det centrala segmentet av spegeln som håller bakplanet.
Tekniker från Goddard och Harris Corporation i Rochester, New York fyllde sedan metodiskt bakplansenheten en i taget, och installerade sekventiellt det sista primära spegelsegmentet i februari följt av den enda sekundära spegeln överst på den massiva trion av spegelmonterade bommar och tertiärspeglarna och styrspeglarna inuti Aft Optics System (AOS).
Närbild visar konformat Aft Optics Subsystem (AOS) som står i mitten av Webb-teleskopens 18 segment primära spegel vid NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland den 3 maj 2016. ISIM vetenskapsinstrumentmodul kommer att installeras inuti fackverksstrukturen nedan. Kredit: Ken Kremer/kenkremer.com
Allt fortskred enligt det minutiöst koreograferade schemat.
'Spegelinstallationen gick utomordentligt bra', sa Durning till Universe Today.
'Vi har hållit vårt schema hela tiden för att installera alla 18 primära spegelsegment. Sedan mittsektionen, som är konen i mitten, som består av Aft Optics System (AOS). Vi installerade det för två månader sedan. Det gick jättebra.'
Flygstrukturen och ryggplansenheten fungerar som ryggraden för Webb-teleskopets 8,6 miljarder dollar.
Nästa steg är att installera observatoriets kvartett av toppmoderna forskningsinstrument, ett paket som kallas ISIM (Integrated Science Instrument Module), i fackverksstrukturen under de närmaste veckorna.
'Teleskopet är helt integrerat och vi gör nu sista handen för att förbereda oss på att acceptera instrumentpaketet som kommer att börja ske senare i veckan,' förklarade Durning.
Det integrerade optiska spegelsystemet och ISIM utgör Webbs optiska tåg.
'Så vi skapar just nu den nya integrationsenheten som heter OTIS - som är en kombination av OTE (Optical Telescope Assembly) och ISIM (Integrated Science Instrument Module) tillsammans.'
'Det är i princip hela observatoriets optiska tåg!' Durning uppgav.
'Det är den kritiska fotonvägen för systemet. Så vi kommer att ha det integrerat under de närmaste veckorna.'
Den kombinerade OTIS-enheten av speglar, vetenskapsmodul och bakplansfackverk väger 8786 lbs (3940 kg) och mäter 28'3' (8,6 m) x 8'5' (2,6 m) x 7'10' (2,4 m).
Guldbelagda primärspeglar som nyligen exponerats på rymdskeppsstrukturen hos NASA:s James Webb rymdteleskop inne i det massiva rena rummet vid NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland den 3 maj 2016. Aktre optikundersystem står upprätt i mitten av 18 spegelsegment mellan stuvade sekundära spegelmonterade bommar. Kredit: Ken Kremer/kenkremer.com
Efter att OTIS är helt integrerad kommer ingenjörer och tekniker att tillbringa resten av året med att utsätta den för miljötester, lägga till värmefilten och testa det optiska tåget – innan den skickas till NASA:s Johnson Space Center.
'Då kommer vi att skicka det till NASA:s Johnson Space Center (JSC) i början av nästa år för att göra lite kryovac-testning och verifiering av det optiska systemet efter miljötest,' utvecklade Under.
'Under tiden avslutar Northrup Grumman tillverkningen av solskölden och avslutar integreringen av rymdskeppskomponenterna i deras delar.'
'Sedan i slutet av 2017 är det när de två delarna – OTIS-konfigurationen och solskyddskonfigurationen – för första gången samlas som ett komplett observatorium. Det händer på Northrup Grumman i Redondo Beach.”
Webbs optiska tåg består av fyra olika speglar. Vi diskuterade detaljerna i speglarna, deras installation och testning.
'Det finns fyra spegelytor,' sa Durning.
'Vi har den stora primärspegeln med 18 segment, den sekundära spegeln sitter på stativet ovanför den, och mittsektionen som ser ut som en pyramidstruktur [AOS] innehåller den tertiära spegeln och den fina styrspegeln.'
'AOS kommer som ett komplett paket. Den sattes in i mitten [av den primära spegeln].'
Var och en av de 18 sexkantiga primära spegelsegmenten mäter drygt 4,2 fot (1,3 meter) i diameter och väger cirka 88 pund (40 kg). De är gjorda av beryllium, guldbelagda och ungefär lika stora som ett soffbord.
I rymden kommer den vikta spegelstrukturen att vecklas ut i sektioner sida vid sida och fungera tillsammans som en stor spegel på 6,5 meter, oöverträffad i storlek och ljusinsamlingsförmåga.
Den ensamma rundade sekundärspegeln sitter överst på stativbommen över primären.
Den tertiära spegeln och den fina styrspegeln sitter i Aft Optics System (AOS), en konformad enhet placerad i mitten av den primära spegeln.
'Så hur det fungerar är att ljuset från den primära spegeln studsar upp till den sekundära, och den sekundära studsar ner till den tertiära,' förklarade Durning.
'Och sedan studsar tertiären – som är inom den AOS-strukturen – ner till styrspegeln. Och sedan styr den styrspegeln strålarna av fotoner till pick-off-speglarna som sitter nedanför i ISIM-strukturen.'
'Så fotonerna går genom den där AOS-konen. Det finns en mask på toppen som skär av vägen så att vi har en fast form på strålen som kommer igenom.'
'Det är den tertiära spegeln som leder fotonerna till den fina styrspegeln. Den fina styrspegeln riktar den sedan [fotonerna] till pick-off-speglarna som sitter nedanför i ISIM-strukturen.'
Så inriktningen mellan AOS-systemet och teleskopets primära och sekundära speglar är otroligt kritisk.
'AOS-tertiärspegeln fångar ljuset [från sekundärspegeln] och riktar ljuset till styrspegeln. Kraven på anpassning var precis vad vi behövde. Så det var utmärkta framsteg.”
”Så hela spegelsystemet är utcheckat. Systemet har integrerats och anpassningen har kontrollerats.”
Webbs gyllene spegelstruktur lutades upp under en mycket kort period den här veckan den 4 maj, vilket kan ses i denna NASA time-lapse-video:
Den 18-segments primära spegeln av NASA:s James Webb rymdteleskop höjdes i vertikal linje i det största renrummet vid byråns Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, den 4 maj 2016. Kredit: NASA
Det gigantiska observatoriet kommer avsevärt att överstiga ljusinsamlingskraften hos NASA:s Hubble Space Telescope (HST) – för närvarande det kraftfullaste rymdteleskopet som någonsin skickats till rymden.
När spegelstrukturen är klar är nästa steg installationen av ISIM-vetenskapsmodulen.
För att åstadkomma det flyttade tekniker försiktigt Webbs spegelstruktur denna vecka in i portalstrukturen för renrum.
Som visas i den här time-lapse-videon som vi skapade från webbkamerabilder, lutade de strukturen vertikalt, vände runt den, sänkte den ner igen horisontellt och transporterade den sedan via en travers till arbetsplattformen.
Time-lapse som visar den avtäckta 18-segments primärspegeln av NASA:s James Webb rymdteleskop höjs till vertikalt läge, vänds och sänks upp och ner till horisontellt läge och sedan flyttas till bearbetningsportalen i det största renrummet vid byråns Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, den 4/5 maj 2016. Bilder: NASA webbkamera. Time-lapse av Ken Kremer/kenkremer.com/Alex Polimeni
Teleskopet kommer att starta på en Ariane V-booster från Guyana Space Center i Kourou, Franska Guyana 2018.
Webb-teleskopet är ett gemensamt internationellt samarbetsprojekt mellan NASA, European Space Agency (ESA) och Canadian Space Agency (CSA).
Webb är designad för att titta på universums första ljus och kommer att kunna blicka tillbaka i tiden till när de första stjärnorna och första galaxerna bildades. Den kommer också att studera vårt universums historia och bildandet av vårt solsystem såväl som andra solsystem och exoplaneter, av vilka några kan vara kapabla att stödja liv på planeter som liknar jorden.
Mer om ISIM i nästa berättelse.
Se det här utrymmet för mina pågående rapporter om JWST-speglar, vetenskap, konstruktion och testning.
Håll utkik här för Kens fortsatta nyheter om jord- och planetvetenskap och mänskliga rymdfärder.
Vy som visar den faktiska flygstrukturen för spegelbakplansenheten för NASA:s James Webb Space Telescope (JWST) som har en primär spegeluppsättning med 18 segment och sekundärspegelfäste framtill, i konfigurationen stuvad för lansering. JWST monteras här av tekniker i världens största renrum på NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md. Kredit: Ken Kremer/kenkremer.com
Alla 18 primära speglar av NASA:s James Webb rymdteleskop ses helt installerade på bakplansstrukturen av tekniker som använder en robotarm (mitten) i det massiva rena rummet vid NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. Kredit: Ken Kremer/kenkremer.com
John Durning/Webb Telescope Vice Project Manager och Ken Kremer/Universe Today diskuterar monteringsprocessen av NASA:s James Webb-rymdteleskop vid NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. Kredit: Ken Kremer/kenkremer.com
Rymdteleskopet James Webb.
Bildkredit: NASA/JPL