ОТЕ Следопыт - OTE Pathfinder

ОТЕ Pathfinder в тестовой камере

В ОТЕ Следопыт (за Оптический телескоп Элемент Pathfinder), или же JWST Pathfinder, это демонстратор технологий /тестовая статья для Космический телескоп Джеймса Уэбба.[1] Это неполетная копия реальной объединительной платы, но включает только центральную секцию, а не два «крыла» на стороне выдвижения, а также дополнительные сегменты на самом JWST.[2] Он использовался для различных испытаний и имеет несколько различных конфигураций, но некоторые из основных испытаний касались установки сегментов зеркала с нелетным оборудованием, а также тепловых испытаний.[3][4] Pathfinder также был протестирован вместе с летным оборудованием, включая систему задней оптики.[5] Одна из целей и способов использования Pathfinder - снижение рисков для программы JWST.[6] Pathfinder позволяет практиковать процедуры интеграции и тестирования, а также для снижения рисков.[7][8] С помощью Pathfinder можно было проверить фазировка два зеркала вместе, а также для проведения тестов с задней оптической системой.[9] OTE Pathfinder был частью плана интеграции и тестирования JWST и, в частности, поддерживал Элемент оптического телескопа (главное зеркало, объединительная плата и т. д.).[10]

В поисковике пути OTE используются два дополнительных зеркальных сегмента, дополнительный вторичное зеркало, и объединяет различные структуры, позволяющие тестировать различные аспекты раздела, включая наземное вспомогательное оборудование.[1] Это поддерживает GSE, который позже будет использоваться в самом JWST, и позволяет тестировать зеркальную интеграцию.[1] OTE pathfinder имеет 12, а не 18 ячеек по сравнению с полным телескопом, но он включает тест конструкции объединительной платы.[11] Следопыт позволил отработать установку зеркальных сегментов с нелетным зеркалом и нелетной объединительной платой.[2] Установка зеркала - задача, требующая практики из-за требуемой высокой точности.[4]

Объединительная плата Pathfinder была завершена в 2011 году.[12] Для OTE Pathfinder запланировано три испытания: оптическое наземное вспомогательное оборудование 1 (OGSE1), оптическое наземное вспомогательное оборудование 2 (OGSE2) и Thermal Pathfinder.[13]

Pathfinder использовался с анализатором изображения луча (BIA), и еще одним важным устройством является сборка пластины источника AOS (ASPA).[13] ASPA предоставляет источники инфракрасного излучения для проведения оптических испытаний.[13]

Калифорния

Объединительная плата летной копии была собрана в Редондо-Бич, Калифорния, в НАСА подрядчик Здесь есть предприятие Northrop Grumman.[14] Объединительная плата полета имеет два крыла и центральную секцию, а навигационный указатель - только центральную секцию.[15] Объединительную плату перевозили по стране (см. Континентальная часть США ) на транспортном самолете C-5 Galaxy в Joint Base Andrews, и до GSC по дороге.[15] Раздел входит в состав космического телескопа-транспортера для воздушно-дорожных и морских перевозок (STTARS), который был разработан для этого проекта.[16] Это облегчает транспортировку предметов по стране для различных испытаний или сборки для проекта JWST.[16]

Объединительная плата изготовлена ​​из графита. составной, титан, и инвар.[17] Инвар - железо-никелевый сплав. сплав с низким коэффициент температурного расширения (КТР или α), что означает, что размер существенно не изменяется при изменении температуры.[18] Одной из важных особенностей объединительной платы является то, что она термически устойчива при низких температурах, так как она удерживает главное зеркало, она должна изменять размер менее одной десятитысячной человеческого волоса (32 нм) при -240 ° C. (-400 ° F).[17] Другим тестом конструкции объединительной платы была статья о тестировании структуры объединительной платы, которая составляла одну шестую часть полной объединительной платы.[17]

Мэриленд (Центр космических полетов Годдарда)

Pathfinder выгружается из C-5 Galaxy в 2014 году. Объединительная плата Pathfinder содержится в белом контейнере под названием STTARS (это означает Транспортер космического телескопа для воздушной дороги и моря)
Pathfinder собран в чистой комнате, 2014 г.

В 2014 году следопыт перевезли из Калифорнии в Мэриленд.[4] В Мэриленде он использовался для практики установки зеркал на Центр космических полетов Годдарда.[19][4] Он прибыл в GSC в Мэриленде в июле 2014 года.[20] На Pathfinder были установлены зеркальные сегменты, что позволяло практиковать процедуру.[21]

В Центре космических полетов Годдарда два запасных сегмента главного зеркала и запасное вторичное зеркало были установлены на указателе пути.[21] Полное главное зеркало JWST имеет 18 сегментов (основных).[22] Считалось, что использовать серебро золото более прочный, чем серебро в качестве покрытия, даже если оно используется для отражения света с длиной волны до 400 нм; JWST в первую очередь для 800 нм до 29000 нм.[22]

Pathfinder весил около 1400 килограммов (3000 фунтов) после установки зеркал.[23]

Техас (Космический центр Джонса)

После работы, проделанной в Мэриленде в Годдарде, следопыт был доставлен в Космический центр Джонсона в Техасе для испытаний в холодных условиях.[4] К началу февраля 2015 года Pathfinder был доставлен в ОАО.[5] В рамках подготовки к его прибытию в 2014 году в криогенной испытательной камере Космического центра Джонсона было установлено оптическое наземное оборудование.[6] Аппаратура наземного обеспечения была испытана во время ОГСЭ-1 в камере А АО, после чего были установлены и протестированы кормовая оптическая подсистема и анализатор пучка в ОГСЭ-2.[24] Первый тест был завершен к июню 2015 года, а второй тест был завершен к ноябрю 2015 года.[25] Третий важный тест, который включает в себя еще больше изменений в Pathfinder, называется Thermal Pathfinder.[26] Во время оптических испытаний зеркала должны были быть «фазированы» или выровнены на расстояние меньше длины волны света, в тысячи раз меньше толщины человеческого волоса при температуре в сотни градусов ниже нуля.[27]

Практика ведет к совершенству. Поскольку мы впервые будем тестировать самый большой в мире криогенный телескоп в самой большой в мире криогенной испытательной камере, нам необходимо иметь опыт использования нашего испытательного оборудования, чтобы мы могли сосредоточиться на характеристиках телескопа.

— Ученый проекта обсерватории телескопа Уэбба[28]

К концу октября 2015 года был завершен второй раунд тестирования с JWST.[29] Система Flight Aft Optics была протестирована с Pathfinder, и она была доставлена ​​на испытания в мае 2015 года.[5] Система кормовой оптики является частью Элемент оптического телескопа в полетный телескоп.

В 2016 году Pathfinder использовался для тепловых испытаний Pathfinder в Космическом центре Джонсона в Техасе.[3] На этот раз у него было два запасных летных экипажа. бериллий зеркала (одно с золотым покрытием) и десять нелетных алюминиевых испытательных сегментов с золотым покрытием, выполняющих функцию тепловых имитаторов.[3] В 2016 году Pathfinder прошел тепловые и вакуумные испытания, которые фактический JWST также планировалось пройти в 2017 году.[30] Тестовая камера изначально была построена для тестирования Программа Аполлон оборудование, но было обновлено для тестирования в программе JWST.[30] Для теплового теста потребуется аналогичное оборудование на шкале времени охлаждения, что позволяет изучить тепловой поток.[31] Первичное зеркало JWST спроектировано для охлаждения до 55 К (-218 ° C; -361 ° F) для работы, и тепловые испытания на поисковике пути поддерживают эту цель.[31] Для проведения тепловых испытаний пришлось модифицировать поисковик, включая тепловые имитаторы для замены зеркал, а также изоляцию.[31] Также имеется имитатор геометрии задней оптической подсистемы и имитатор отсека электроники ISIM.[31] Тепловые испытания также демонстрируют тепловизионный симулятор космического аппарата (SVTS) и приемники краевого излучения дальнего космоса (DSERS).[31]

Составные части

Два зеркальных сегмента стенда, один покрытый золотом, другой нет.

Точная конфигурация тестового образца несколько изменилась, поскольку он проходит различные тесты.

Компоненты включали:[19]

  • Тестовая версия объединительной платы (полноразмерная инженерная модель)[32]
  • Два запасных бериллий зеркальные сегменты
  • Запасное вторичное зеркало
  • Десять золото -покрытый алюминий сегменты теплового симулятора[3]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c Файнберг, Ли Д .; Кески-Куха, Ритва; Аткинсон, Чарли; Бут, Эндрю; Уитмен, Тони. «Состояние и планы следопыта космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), элемент оптического телескопа (OTE)». Дои:10.1117/12.2054782. Получено 5 декабря 2016.
  2. ^ а б Дженнер, Линн (12 августа 2014 г.). "Космический телескоп Джеймса Уэбба" Следопыт "Путь объединительной платы к НАСА". НАСА. Получено 6 февраля 2017.
  3. ^ а б c d Лофф, Сара (29 сентября 2016 г.). "Тестирование космического телескопа" Следопыт Джеймса Уэбба ". НАСА. Получено 27 января 2017.
  4. ^ а б c d е Дженнер, Линн (12 августа 2014 г.). "Космический телескоп Джеймса Уэбба" Следопыт "Путь объединительной платы к НАСА". НАСА. Получено 27 января 2017.
  5. ^ а б c «Последние достижения JWST / NASA». НАСА. Получено 6 февраля 2017.
  6. ^ а б Мэтьюз, Гэри У .; Скорс, Томас Р .; Spina, John A .; Ноэль, Дарин М .; Хейви, Кейт А.; Huguet, Jesse A .; Whitman, Tony L .; Уэллс, Конрад; Уокер, Чанда Б. (1 августа 2015 г.). "Программа криогенных испытаний телескопа JWST Pathfinder по снижению риска". 9575: 957505. Bibcode:2015SPIE.9575E..05M. Дои:10.1117/12.2188793. HDL:2060/20150018095. ISSN  0277-786X. Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)
  7. ^ [1]
  8. ^ Использование элемента оптического телескопа Pathfinder для снижения рисков космического телескопа Джеймса Уэбба
  9. ^ [2]
  10. ^ [3]
  11. ^ [4]
  12. ^ «НАСА - Космический телескоп Джеймса Уэбба НАСА: год достижений и успехов». НАСА. Получено 6 февраля 2017.
  13. ^ а б c [5]
  14. ^ [6]
  15. ^ а б Дженнер, Линн (12 августа 2014 г.). "Космический телескоп Джеймса Уэбба" Следопыт "Путь объединительной платы к НАСА". НАСА. Получено 8 февраля 2017.
  16. ^ а б Маккиннон, Мика. "Этот специальный транспортный контейнер для деталей телескопа просто фантастический". Gizmodo. Получено 8 февраля 2017.
  17. ^ а б c [7]
  18. ^ Дэвис, Джозеф Р. (2001). Легирование: понимание основ. ASM International. стр.587 –589. ISBN  0-87170-744-6.
  19. ^ а б "Космический телескоп Джеймса Уэбба". НАСА. Получено 27 января 2017.
  20. ^ Лофф, Сара (27 февраля 2015 г.). Космический телескоп Джеймса Уэбба "Следопыт" Объединительная плата в чистой комнате ". НАСА. Получено 27 января 2017.
  21. ^ а б [8]
  22. ^ а б [9]
  23. ^ [10]
  24. ^ [Интеграция космического телескопа Джеймса Уэбба и тестирование Космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST). Элемент оптического телескопа (OTE) Статус и планы следопыта Ли Д. Файнберг и др.
  25. ^ [11]
  26. ^ [12]
  27. ^ Дженнер, Линн (15 октября 2015 г.). Телескоп Pathfinder "Уэбб" "успешно прошел испытания сверххолодной оптики". НАСА. Получено 8 февраля 2017.
  28. ^ [13]
  29. ^ «Последние достижения JWST / NASA». НАСА. Получено 27 января 2017.
  30. ^ а б «Подготовка JWST к запуску». Space Daily. Получено 27 января 2017.
  31. ^ а б c d е [14]
  32. ^ «Космический телескоп Джеймса Уэбба НАСА: год достижений и успехов». НАСА. Получено 27 января 2017.

внешняя ссылка