เป็นเวลาหนึ่งปีแล้วที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บบ์ (JWST) เปิดตัว และหลังจากการติดตั้งที่อันตรายและการปรับเทียบอย่างระมัดระวัง ในที่สุดมันก็ส่งภาพและข้อมูลที่น่าทึ่งกลับมา อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนจากแผ่นเปิดใช้ไปสู่การดำเนินการเต็มรูปแบบนั้นไม่ใช่เรื่องง่าย นี่คือการเตือนความจำว่ามันเกิดขึ้นได้อย่างไร วันคริสต์มาสปี 2021: หลังจากพัฒนามาเกือบ 25 ปี JWST ก็ทะยานขึ้นสู่อวกาศ
บนยอดจรวด
การเปิดตัวครั้งนี้ถือเป็นชัยชนะเหนือความยากลำบากทางเทคโนโลยี งบประมาณและกำหนดการที่มากเกินไป และแม้กระทั่งการยกเลิก (ชั่วคราว) โดยรัฐสภาสหรัฐฯ ด้วยเหตุนี้ อารมณ์จึงพุ่งสูงเมื่อการนับถอยหลังของใกล้ศูนย์ “มันตึงเครียด” นักวิทยาศาสตร์โครงการรองของ JWST ที่สถาบันวิทยาศาสตร์
กล้องโทรทรรศน์อวกาศ (STScI) ในบัลติมอร์ ยอมรับ “ฉันไม่อยากจะเชื่อเลยว่ามันเป็นเรื่องจริง”ที่ศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ด ซึ่งเธอสนับสนุนทีมระบบดาวเคราะห์กล่าว “ฉันคาดว่าจะมีความล่าช้าอีกครั้ง ฉันคิดว่ามันจะไม่เปิดตัว” การเดินทางที่อันตรายลักษณะการหยุด-เริ่มต้นของการพัฒนาโครงการ
ส่วนหนึ่งมาจากความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้นของกล้องโทรทรรศน์ ซึ่งมีกระจกหลักขนาด 6.5 เมตรที่แบ่งเป็นส่วนๆ และแผ่นบังแดดฉนวนขนาดสนามเทนนิส 5 ชั้นที่เปราะบาง องค์ประกอบทั้งสองต้องคลี่ออกเหมือนโอริกามิหลังจากถูกขัดให้พอดีกับระยะจรวด ซึ่งเป็นกระบวนการ 30 วันที่ใกล้เคียงกับการเดินทาง
ของกล้องโทรทรรศน์ไปยังจุด L2 Lagrange ซึ่งอยู่ฝั่งตรงข้ามของโลกถึงดวงอาทิตย์ ซึ่งอยู่ห่างจากโลก 1.6 ล้านกิโลเมตร จุดนี้อยู่ไกลเกินไปสำหรับประเภทของการให้บริการช่วยเหลือนักบินอวกาศที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลได้รับจากเลนส์ที่ผิดพลาดในปี 1993 หากมีบางอย่างผิดปกติ
กับกระจกของ JWST ระหว่างการติดตั้ง นักดาราศาสตร์จะเหลือเงินขาว 1 หมื่นล้านดอลลาร์ ช้างลอยอยู่ในห้วงอวกาศ กล่าวว่า “30 วันแรกนั้นค่อนข้างน่าวิตกกังวล เพราะปัญหาใดๆ ก็ตามเกิดจากความล้มเหลวเพียงจุดเดียว และนั่นหมายความว่าเราจะไม่มีกล้องโทรทรรศน์” กล่าว
ทั้งหมดบอกว่า
มีจุดขัดข้องที่เป็นไปได้ 344 จุด: 344 จุดที่ชิ้นส่วนเคลื่อนไหวที่ซับซ้อนของกล้องโทรทรรศน์ต้องทำงานได้อย่างสมบูรณ์ในสุญญากาศเย็นของอวกาศ แต่ผลงานที่พวกเขาทำ “น่าอัศจรรย์มาก” ซึ่งพูดจากการประชุม ซึ่งจัดขึ้นที่ STScI เมื่อต้นเดือนนี้ “วันที่ฉันรู้ว่าสิ่งนี้จะได้ผลจริงๆ
คือตอนที่บูมหลักเหวี่ยงออก และกระจกรองก็พับออก และเรามีกล้องโทรทรรศน์จริงๆ”กล่าว “แม้ว่าการปรับใช้งานครั้งต่อๆ ไปจะไม่ได้ผล เราก็สามารถจับแสงและใส่เข้าไปในเครื่องมือได้” โฟกัสกล้องโทรทรรศน์เมื่อติดตั้งกระจกทั้งสองแล้ว ขั้นตอนต่อไปคือการโฟกัสส่วนเบริลเลียมหกเหลี่ยม
18 เหลี่ยมของกระจกเงาหลัก สิ่งนี้สำเร็จในเจ็ดขั้นตอน ในขั้นต้น แต่ละส่วนสร้างภาพที่ไม่ได้โฟกัสต่างกัน ดังนั้น ระยะแรกคือการจำแนกว่าภาพใดเป็นของส่วนใดของกระจกเงา ขั้นตอนต่อไปคือการจัดแนวกระจกอย่างคร่าว ๆ เพื่อให้ภาพทั้ง 18 ภาพอยู่ในโฟกัส หลังจากนั้นจึงปรับส่วนต่างๆ ต่อไป
จนเริ่มโฟกัสที่จุดเดียวกันตามมาด้วยการปรับละเอียดหลายระดับและตรวจสอบให้แน่ใจว่าโฟกัสอยู่ในขอบเขตการมองเห็นของเครื่องมือต่างๆ จากนั้นจึงแก้ไขชุดต่างๆ เพื่อให้แน่ใจว่าส่วนต่างๆ อยู่ในแนวเดียวกันภายในระยะ 50 นาโนเมตรของกันและกัน ในที่สุด หลังจากกระบวนการสามเดือน
วัตถุในห้วงอวกาศที่อยู่ห่างไกลดูเหมือนจับจ้องอยู่บนท้องฟ้า แต่วัตถุในระบบสุริยะเคลื่อนที่สวนทางกับพื้นหลังของดวงดาว เนบิวลา และกาแล็กซี ดังนั้น ในการถ่ายภาพดาวเคราะห์ ดวงจันทร์ ดาวหาง และดาวเคราะห์น้อย JWST จึงต้องติดตามพวกมันด้วยการหมุนยานอวกาศ ก่อนการเปิดตัว
มีการจำกัดความเร็วในการติดตาม: 30 มิลลิอาร์ควินาทีต่อวินาที โดยที่หนึ่งอาร์ควินาทีเท่ากับ 1/3600 ขององศา) อย่างไรก็ตาม เมื่ออยู่ในอวกาศ ทีมงานตระหนักว่าขีดจำกัดนี้เป็นการมองโลกในแง่ร้ายเล็กน้อย “เรากำลังทดสอบว่าเราสามารถติดตามได้เร็วแค่ไหน และเราตระหนักว่าเราสามารถทำได้เร็วกว่านี้
มาก” ผู้มีส่วนเกี่ยวข้องในการทดสอบการใช้งานเครื่องมือสำหรับการรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับเป้าหมายที่กำลังเคลื่อนที่และแสงที่กระจัดกระจายกล่าว ความเร็วในการติดตามที่เพิ่มขึ้นมีประโยชน์ในอีกไม่กี่เดือนต่อมา เมื่อ JWST สังเกตผลที่ตามมาของ DART (การทดสอบการเปลี่ยนเส้นทางดาวเคราะห์น้อย
สองครั้ง) ที่ส่งผลกระทบต่อดาวเคราะห์น้อยไดมอร์ฟอสขนาดเล็ก ภารกิจ DART คือความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์แห่งปีในปี พ.ศ. 2565 และ JWST สามารถจับภาพเศษซากที่พุ่งออกมาจากการชนด้วยการติดตามเร็วกว่าขีดจำกัดเริ่มต้นถึงสามเท่า ทำให้ดาวเคราะห์น้อยอยู่ในขอบเขตการมองเห็น
โดยไม่ทำให้
ภาพพร่ามัว กล้องโทรทรรศน์มีความเร็วในการติดตามสูงถึง 120 มิลลิอาร์ควินาทีต่อวินาที อย่างไรก็ตาม ยิ่งติดตามได้เร็วเท่าไหร่ ประสิทธิภาพการติดตามก็จะยิ่งต่ำลงเท่านั้น ซึ่งนำไปสู่การประนีประนอมในระดับกลาง “ในปีหน้า อัตราการติดตามอย่างปลอดภัยจะเพิ่มเป็น 75 มิลลิอาร์ควินาทีต่อวินาที
ซึ่งมากกว่าขีดจำกัดความเร็วสองเท่า ดังนั้น เราจะสามารถติดตามวัตถุในระบบสุริยะได้มากขึ้นโดยไม่ทำลายกล้องโทรทรรศน์” พูดว่า. การขจัดแสงที่กระจัดกระจายเมื่อ JWST จ้องมองวัตถุที่สว่าง เช่น ดาวเคราะห์ ดาวฤกษ์ แม้แต่ควอซาร์ที่อยู่ไกลออกไป แสงส่วนเกินบางส่วนจะก่อให้เกิดรูปแบบ
การเลี้ยวเบน รูปแบบนี้เป็นสาเหตุของ “หนามแหลม” ที่เห็นรอบดาวเบื้องหน้าในภาพหลายภาพของ JWST และถึงแม้จะดูสวยงาม แต่ก็บดบังรายละเอียดทางวิทยาศาสตร์ได้ โชคดีที่รูปแบบการเลี้ยวเบนที่ไม่เหมือนใครของกล้องโทรทรรศน์ทุกตัวสามารถอธิบายได้ว่าเป็นฟังก์ชันกระจายจุด และด้วยการระบุลักษณะรูปร่างของฟังก์ชันกระจายจุดนี้สำหรับ JWST และเครื่องมือของมัน
แนะนำ 666slotclub / hob66
