?

Log in

No account? Create an account

Как это сделано, как это работает, как это устроено

Самое познавательное сообщество Живого Журнала


Previous Entry Share Flag Next Entry
Как собирают телескоп Уэбба
aslan wrote in kak_eto_sdelano
На постройку орбитального космического телескопа «Джеймс Уэбб», который должен стать преемником «Хаббла», будет потрачено в общей сложности $6,8 млрд. «Джеймс Уэбб» будет обладать составным зеркалом 6,5 м в диаметре, что в три раза больше зеркала «Хаббла», и солнечным щитом размером с теннисный корт.

Телескоп планируется запустить на орбиту с помощью ракеты «Ариан-5» в 2018 году.



Сегодня в kak_eto_sdelano посмотрим как собирают этот грандиозный аппарат.


Внимание, комментарии под фото.

Чувствительность телескопа и его разрешающая способность напрямую связаны с размером площади зеркала, которое собирает свет от объектов. Учёные и инженеры определили, что минимальный диаметр главного зеркала должен быть 6,5 метра, чтобы измерить свет от самых далеких галактик. Простое изготовление зеркала подобного зеркалу телескопа «Хаббл», но большего размера, было неприемлемо, так как его масса была бы слишком большой, чтобы можно было запустить телескоп в космос. Команде учёных и инженеров необходимо было найти решение, чтобы новое зеркало имело 1/10 массы зеркала телескопа «Хаббл» на единицу площади.

Зеркало телескопа состоит из 18 отдельных гексагональных сегментов из бериллия, покрытых слоем золота. С помощью этого телескопа можно будет наблюдать звезды и галактики, которые сформировались сразу после Большого взрыва, искать экзопланты, создавать карты темной материи. Многие объекты, которые «Уэбб» будет изучать, излучают настолько мало света, что телескопу для анализа спектра необходимо собирать свет от них в течение сотен часов.

Также было решено сделать зеркало не цельным, а из сегментов, которые будут раздвинуты на орбите, так как габариты цельного зеркала не позволили бы его разместить в ракете-носителе Ариан-5. Размер каждого из 18 шестигранных сегментов зеркала составляет 1,32 м от грани до грани, а масса сегмента — 20 кг.



Новое зеркало телескопа имеет 1/10 массы зеркала телескопа «Хаббл» на единицу площади. Стоимость – более 8 миллиардов долларов. Он должен стать преемником космического телескопа Хаббл, который будет продолжать работу до 2020 года. Телескоп Уэбба будет размещен в точке Лагранжа L2 (приблизительно в 1,5 миллионов километров от Земли)


Модель телескопа в масштабе 1: 6 в оптическом испытательном стенде


Резервуары для хранения и транспортировки зеркал


Приборы телескопа находятся в «стерильной камере». Для того, чтобы попасть туда ученые принимают специальный воздушный душ и надевают стерильный костюм.


Открытие резервуара


Одно из зеркал

Для зеркала телескопа используется особый тип бериллия. Он представляет собой мелкий порошок. Порошок помещается в контейнер из нержавеющей стали и прессуется в плоскую форму. После того как стальной контейнер удалён, кусок бериллия разрезается пополам, чтобы сделать две заготовки зеркала около 1,3 метра в поперечнике. Каждая заготовка зеркала используется для создания одного сегмента.

Процесс формирования зеркала начинается с вырезания излишков материала на оборотной стороне бериллиевой заготовки таким образом, что остаётся тонкая рёберная структура. Передняя же сторона каждой заготовки сглаживается с учётом положения сегмента в большом зеркале.



Затем поверхность каждого зеркала стачивается для придания формы близкой к расчётной. После этого зеркало тщательно сглаживают и полируют. Этот процесс повторяется до тех пор, пока форма сегмента зеркала не станет близка к идеальной. Далее сегмент охлаждается до температуры −240 °C, и с помощью лазерного интерферометра производятся измерения размеров сегмента. Затем зеркало с учётом полученной информации проходит окончательную полировку.

По завершению обработки сегмента передняя часть зеркала покрывается тонким слоем золота для лучшего отражения инфракрасного излучения в диапазоне 0,6—29 мкм, и готовый сегмент проходит повторные испытания при криогенных температурах.

Сложность зеркальных узлов обусловлена тем, что они разработаны быть очень легкими, но при этом способными работать при сверхнизких температурах -240 °C, выдержать перегрузки и вибрацию при запуске, а после этого еще и сохранять свою возможность дистанционного управления через приводы (моторчики), а также сохранять колоссальный уровень синхронизации на протяжении более двух недель, когда потребуется задействовать все зеркала как нечто одно единое целое.


Зеркала охлаждают до 24 градусов по Кельвину, чтобы проверить их будущую деформацию в космосе.
Для конструкции был выбран именно бериллий, так как он сохраняет свою форму при криогенных температурах


Кабели телескопа в алюминиевой изоляции


Отражатель очищается сухим льдом


Каркас, на который будут крепиться зеркала


Осмотр зеркала




Температурные испытания




Тепловой экран


Специальная камера для тестирования телескопа


Проверка зеркала


Датчик в 16 мегапикселей в центре телескопа




Один из гигантских парусов, который защитит телескоп от солнечной радиации




Проверка матрицы телескопа, которая позволит просматривать небольшие яркие объекты, блокируя помехи от других источников света


Специальный высокоточный роботизированный манипулятор

Небольшое видео сборки телескопа



Источники: 1, 2

Жми на кнопку, чтобы подписаться на "Как это сделано"!


Если у вас есть производство или сервис, о котором вы хотите рассказать нашим читателям, пишите Аслану (shauey@yandex.ru) и мы сделаем самый лучший репортаж, который увидят не только читатели сообщества, но и сайта Как это сделано

Подписывайтесь также на наши группы в фейсбуке, вконтакте, одноклассниках и в гугл+плюс, где будут выкладываться самое интересное из сообщества, плюс материалы, которых нет здесь и видео о том, как устроены вещи в нашем мире.

Жми на иконку и подписывайся!
одноклассник.jpg tw.png inst.png



promo kak_eto_sdelano march 3, 2015 06:01 47
Buy for 150 tokens
За все время существования сообщества kak_eto_sdelano (с 2011 года) я перечитал более тысячи различных производственных репортажей, как с заводов, так и из мастерских, о различных технических сооружениях и технике, как военной, так и гражданской и спортивной. Сам подготовил и…

  • 1
Кельвин это Кельвин, это не градус. Градусы Цельсия, градусы Фаренгейта. Применять словосочетание " градус Кельвина" не верно

???
школу прогуливал?)

Я в школе до 1968 года не учился. А с именно с этого года определение "градус Кельвина" не применяется. Не сочтите занудством, просто посещал некоторые занятия по криогенике.

А в Фаренгейтах водка сколько градусов?

)))
Старина Фаренгейт наверное и сам не помнит

Трудоёмкая работа...

(Deleted comment)
4 Кельвина или -270 С.

Кстати, экранирующая фольга, в которую обернута аппаратура телескопа, тоже позолоченная. Тепловой экран.

Видео показываетт сборку на земле. А как он будет собран в космосе ?

Брюс Уиллис летит следущим рейсом. По пути захватит забытого русского космонавта с орбитальной станции. Этот космонавт и соберет.

Ух, фоточек красивых понаделает.

(Deleted comment)
Ariane 5 надежнее и мощнее. Орбита вывода быстрее ГСО (период 6 мес., а не 24 часа), а масса более 6.5 т. Удивительно, что не Delta Heavy, самая могучая теперь. Вообще, чудо, что пускают серийной проверенной ракетой.

Также было решено сделать зеркало не цельным, а из сегментов, которые будут раздвинуты на орбите, так как габариты цельного зеркала не позволили бы его разместить в ракете-носителе Ариан-5


Всего 6 метров? Да нефиг делать, видимо проблема в другом.

Очень круто! А кто его в космосе собирать будет?

Может быть 16 ГИГАпикселей датчик?

чот не понял, как зеркало развернется на орбите?


>Для зеркала телескопа используется особый тип бериллия. Он представляет собой мелкий порошок. Порошок помещается в контейнер из нержавеющей стали и прессуется в плоскую форму.

Это не особый тип бериллия. Все изделия из бериллия получают порошковыми методами, т.к. по-другому не получается - бериллий очень плохо деформируется. Неудачная кристаллическая решетка :)

Осталось эту сверхточную и сверхчистую хреновину запустить, куда надо, и развернуть, как надо. Хаббла, помнится, с приключениями запускали.

--""телескопу для анализа спектра необходимо собирать свет от них в течение сотен часов.""--

Куда собирать? В мешок, в банку, в ведро?


  • 1