Pathfinder OTE - OTE Pathfinder

Pathfinder OTE ve zkušební komoře

The Pathfinder OTE (pro Pathfinder optického dalekohledu), nebo JWST Pathfinder, je demonstrátor technologie /testovací článek pro Vesmírný dalekohled Jamese Webba.[1] Jedná se o neletovou repliku skutečné základní desky, ale zahrnuje pouze střední část, nikoli dvě „křídla“ na boční straně a mají další segmenty na skutečném JWST.[2] Používá se pro různé testy a má několik různých konfigurací, ale některé z hlavních testů praktikují instalaci zrcadlových segmentů s neletovým hardwarem a také tepelné testy.[3][4] Pathfinder byl také testován ve spojení s letovým hardwarem včetně systému zadní optiky.[5] Jedním z cílů a použití průkopníka je snížení rizika pro program JWST.[6] Průkopník umožňuje procvičovat integrační a testovací postupy a zmírňovat rizika[7][8] S Pathfinderem bylo možné testovat fázování dvě zrcadla dohromady a také provést testy s Aft Optical System.[9] Pathfinder OTE byl součástí plánu integrace a testování JWST a zejména podporoval Prvek optického dalekohledu (primární zrcadlo, backplane atd.).[10]

Průzkumník OTE používá dva další zrcadlové segmenty, další sekundární zrcadlo, a sestavuje různé struktury, které umožňují testování různých aspektů sekce, včetně zařízení pozemní podpory.[1] To podporuje GSE, který se později použije na samotném JWST, a umožňuje testování integrace zrcadla.[1] Pathfinder OTE má ve srovnání s plným dalekohledem spíše 12 než 18 buněk, ale zahrnuje test struktury backplane.[11] Pathfinder umožňoval procvičovat instalaci zrcadlových segmentů s neletovým zrcadlem a neletovým backplane.[2] Instalace zrcadla je úkol, který vyžadoval praxi kvůli požadované vysoké přesnosti.[4]

Základní deska Pathfinder byla dokončena v roce 2011.[12] Tři plány plánované pro OTE Pathfinder byly Optical Ground Support Equipment 1 (OGSE1), Optical Ground Support Equipment 2 (OGSE2) a Thermal Pathfinder.[13]

Pathfinder byl použit s Beam Image Analyzer (BIA) a dalším důležitým souvisejícím zařízením je AOS Source Plate Assembly (ASPA).[13] ASPA poskytuje infračervené zdroje pro provádění optického testování.[13]

Kalifornie

Byla namontována základní deska s letovou replikou Redondo Beach, Kalifornie v NASA dodavatel Zařízení Northrop Grumman.[14] Letová základní deska má dvě křídla a středovou část, zatímco Pathfinder stejně jako střední část.[15] Backplane byl transportován přes zemi (viz Kontinentální Spojené státy ) v transportním letadle Galaxy C-5 do Společná základna Andrews a do GSC po silnici.[15] Sekce je součástí kosmického dalekohledu Transporter for Air Road and Sea (STTARS), který byl pro tento projekt navržen.[16] To usnadňuje vytahování položek po celé zemi pro různé testy nebo montáž pro projekt JWST.[16]

Základní deska je vyrobena z grafitu kompozitní, titan, a invar.[17] Invar je železo-nikl slitina s nízkým koeficient tepelné roztažnosti (CTE nebo α), což znamená, že významně nemění velikost během teplotních změn.[18] Jednou z důležitých vlastností základní desky je, že je tepelně stabilní při nízkých teplotách, protože drží hlavní zrcadlo, musí měnit velikost menší než jedna desetitisícina lidského vlasu (32 nm) při -240 ° C (-400 ° F).[17] Dalším testem konstrukce backplane byl článek Backplane Structure Test, který byl jednou šestou částí celé backplane.[17]

Maryland (Goddard Spaceflight Center)

Pathfinder je uvolněn z a C-5 Galaxy v roce 2014. Pathfinder Backplane je obsažen v bílém kontejneru s názvem STTARS (to znamená Transportér kosmického dalekohledu pro letecké a námořní plavby)
Pathfinder shromážděný v čisté místnosti, 2014

V roce 2014 byl průkopník transportován z Kalifornie do Marylandu.[4] V Marylandu to bylo používáno pro procvičování instalace zrcadla v Goddardovo vesmírné středisko.[19][4] To dorazilo na GSC v Marylandu v červenci 2014.[20] Na Pathfinderu byly nainstalovány zrcadlové segmenty, které umožňovaly postup procvičit.[21]

V Goddardově vesmírném středisku byly na průkopníku instalovány dva náhradní segmenty hlavního zrcadla a náhradní sekundární zrcadlo.[21] Plné hlavní zrcadlo JWST má 18 segmentů (primární).[22] Uvažovalo se však o použití stříbra zlato je pak odolnější stříbrný jako povlak, i když se používá k odrážení světla o vlnové délce až 400 nm; JWST je primárně pro 800 nm až 29000 nm.[22]

Po instalaci zrcátek vážil Pathfinder asi 1400 kilogramů (3000 lb).[23]

Texas (Johnsovo vesmírné středisko)

Po práci provedené v Marylandu v Goddardu byl Pathfinder převezen do Johnsonova vesmírného střediska v Texasu, kde provedl testování v chladném prostředí.[4] Pathfinder byl společnosti JSC dodán počátkem února 2015.[5] V rámci přípravy na jeho příchod bylo v roce 2014 instalováno zařízení pro optickou podporu země v kryogenní zkušební komoře v Johnsonově vesmírném středisku.[6] Pozemní podpůrné zařízení bylo testováno během OGSE-1 v komoře A v JSC, poté byly nainstalovány a testovány zadní optický subsystém a analyzátor paprsků v OGSE-2.[24] První test byl dokončen do června 2015 a druhý test byl dokončen do listopadu 2015.[25] Třetí hlavní test, který zahrnuje ještě více modifikací pathfinderu, se nazývá Thermal Pathfinder.[26] Během optických testů musely být zrcadla „fázována“ nebo vyrovnána na vzdálenost menší než vlnová délka světla, tisíckrát menší než tloušťka lidského vlasu při teplotě stovky stupňů pod nulou.[27]

Cvičení dělá mistra. Jelikož budeme poprvé testovat největší kryogenní dalekohled na světě v největší kryogenní testovací komoře na světě, musíme mít zkušenosti s používáním našeho testovacího zařízení, abychom se mohli soustředit na výkonnost dalekohledu

— Vědecký pracovník projektu Webb telescope Observatory[28]

Do konce října 2015 bylo dokončeno druhé kolo testování s JWST.[29] Systém Flight Aft Optics System byl testován pomocí Pathfinderu a k testování byl dodán v květnu 2015.[5] Systém zadní optiky je součástí Prvek optického dalekohledu v letovém dalekohledu.

V roce 2016 byl Pathfinder použit pro Pathfinder Thermal Test v Johnsonově vesmírném středisku v Texasu.[3] V této době měl dva náhradní letové hodnocení berylium zrcadla (jedno pozlacené) a deset nelétajících pozlacených hliníkových testovacích segmentů fungujících jako tepelné simulátory.[3] V roce 2016 prošel průkopník tepelnými a vakuovými testy, které měla podle plánu projít i skutečná JWST v roce 2017.[30] Zkušební komora byla původně postavena pro testování Program Apollo hardware, ale byl renovován pro testování v programu JWST.[30] Tepelná zkouška bude trvat podobný hardware na časové ose ochlazování, což umožňuje studovat tok tepla.[31] Primární zrcadlo Flight JWST je zkonstruováno tak, aby bylo pro provoz ochlazeno na 55 K (-218 ° C; -361 ° F), a tento cíl podporují teplotní zkoušky na hledáčku.[31] Pathfinder musel být upraven pro tepelné zkoušky, včetně tepelných simulátorů, které nahradily zrcadla, ale také izolace.[31] K dispozici je také Aft Optical Subsystem Geometry Simulator a ISIM Electronics Compartment Simulator.[31] Tepelný test také demonstruje Space Simulator Thermal Simulator (SVTS) a Deep Space Edge Radiation Sinks (DSERS).[31]

Součásti

Dva zrcadlové segmenty testovacího lůžka, jeden potažený zlatým, nikoli.

Jako testovací článek se přesná konfigurace poněkud lišila, protože prochází různými testy.

Součásti zahrnují:[19]

  • Testovací verze propojovací desky (technický model v plné velikosti)[32]
  • Dva náhradní berylium zrcadlové segmenty
  • Náhradní sekundární zrcátko
  • Deset zlato - potažené hliník segmenty tepelného simulátoru[3]

Viz také

Reference

  1. ^ A b C Feinberg, Lee D .; Keski-Kuha, Ritva; Atkinson, Charlie; Booth, Andrew; Whitman, Tony. „Stav a plány Pathfinderu James Webb Space Telescope (JWST) Optical Telescope Element (OTE). doi:10.1117/12.2054782. Citováno 5. prosince 2016.
  2. ^ A b Jenner, Lynn (12. srpna 2014). „Vesmírný dalekohled Jamese Webba“ Pathfinder „Cesta backplane k NASA“. NASA. Citováno 6. února 2017.
  3. ^ A b C d Loff, Sarah (29. září 2016). „Testování vesmírného dalekohledu James Webb Pathfinder“. NASA. Citováno 27. ledna 2017.
  4. ^ A b C d E Jenner, Lynn (12. srpna 2014). „Vesmírný dalekohled Jamese Webba“ Pathfinder „Cesta backplane k NASA“. NASA. Citováno 27. ledna 2017.
  5. ^ A b C „Nedávné úspěchy JWST / NASA“. NASA. Citováno 6. února 2017.
  6. ^ A b Matthews, Gary W .; Scorse, Thomas R .; Spina, John A .; Noël, Darin M .; Havey, Keith A .; Huguet, Jesse A .; Whitman, Tony L .; Wells, Conrad; Walker, Chanda B. (1. srpna 2015). "Program kryo testů snižování rizika dalekohledu JWST pathfinder". 9575: 957505. Bibcode:2015SPIE.9575E..05M. doi:10.1117/12.2188793. hdl:2060/20150018095. ISSN  0277-786X. Citovat deník vyžaduje | deník = (Pomoc)
  7. ^ [1]
  8. ^ Použití prvku optického dalekohledu Pathfinder pro zmírnění rizika vesmírného dalekohledu Jamese Webba
  9. ^ [2]
  10. ^ [3]
  11. ^ [4]
  12. ^ „NASA - Vesmírný dalekohled Jamese Webba NASA: Rok úspěchu a úspěchu“. NASA. Citováno 6. února 2017.
  13. ^ A b C [5]
  14. ^ [6]
  15. ^ A b Jenner, Lynn (12. srpna 2014). „Vesmírný dalekohled Jamese Webba“ Pathfinder „Cesta backplane k NASA“. NASA. Citováno 8. února 2017.
  16. ^ A b McKinnon, Mika. „Tento vlastní přepravní kontejner pro součásti dalekohledu je fantastický“. Gizmodo. Citováno 8. února 2017.
  17. ^ A b C [7]
  18. ^ Davis, Joseph R. (2001). Slitina: Porozumění základům. ASM International. str.587 –589. ISBN  0-87170-744-6.
  19. ^ A b „Vesmírný dalekohled Jamese Webba“. NASA. Citováno 27. ledna 2017.
  20. ^ Loff, Sarah (27. února 2015). „Vesmírný dalekohled„ James Webb “„ Pathfinder “„ Backplane in the Cleanroom “. NASA. Citováno 27. ledna 2017.
  21. ^ A b [8]
  22. ^ A b [9]
  23. ^ [10]
  24. ^ [Integrace a test vesmírného dalekohledu James Webb Space Telescope James Webb (JWST) Stav optického dalekohledu (OTE) a plány Pathfinder Lee D. Feinberg a kol
  25. ^ [11]
  26. ^ [12]
  27. ^ Jenner, Lynn (15. října 2015). „Webb“ Pathfinder Telescope „has Super-Cold Optics Test Success“. NASA. Citováno 8. února 2017.
  28. ^ [13]
  29. ^ „Nedávné úspěchy JWST / NASA“. NASA. Citováno 27. ledna 2017.
  30. ^ A b „Příprava JWST na spuštění“. Prostor denně. Citováno 27. ledna 2017.
  31. ^ A b C d E [14]
  32. ^ „Vesmírný dalekohled Jamese Webba z NASA: Rok úspěchu a úspěchu“. NASA. Citováno 27. ledna 2017.

externí odkazy