Ingenieurs hebben een reeks kritische en rigoureuze trillingskwalificatietests hervat op NASA's gigantische James Webb Space Telescope (JWST) in NASA's Goddard Space Flight Center, in Greenbelt, Maryland om de veiligheid, integriteit en gereedheid voor de meedogenloze omgeving van de ruimtevlucht te bevestigen, na onderbreken als gevolg van een 'anomalie' die begin december 2016 is ontdekt.
De vibratietests worden uitgevoerd door het team op een schudtafel bij Goddard om de waardigheid van Webb te waarborgen en dat het de ruige en rommelige rit zal overleven die werd ervaren tijdens de daverende raketlancering naar de hemel gepland voor eind 2018.
"Testen op de grond is van cruciaal belang om te bewijzen dat een ruimtevaartuig veilig kan worden gelanceerd", zegt Lee Feinberg, een ingenieur en James Webb Space Telescope Optical Telescope Element Manager bij Goddard, in een verklaring.
"De Webb-telescoop is het meest dynamisch gecompliceerde artikel van ruimtehardware dat we ooit hebben getest."
Het testen van de gigantische Webb-telescoop was tot stilstand gekomen na een korte schrik begin december, toen technici aanvankelijk "afwijkende metingen" ontdekten die potentiële zorgen over de structurele integriteit van de observatoria halverwege een vooraf geplande reeks vibratietests opwekten.
"Op 3 december 2016 werden vibratietests automatisch vroegtijdig stopgezet vanwege een aantal sensorwaarden die de voorspelde niveaus overschreden", aldus ambtenaren.
Daarna hebben ingenieurs en technici in december een nieuwe reeks intensieve inspecties van de structuur van het observatorium uitgevoerd.
Kort voor Kerstmis kondigde NASA op 23 december aan dat JWST als 'gezond' en blijkbaar ongedeerd werd beschouwd nadat ingenieurs zowel 'visuele als ultrasone onderzoeken' hadden uitgevoerd in NASA's Goddard Space Flight Center in Maryland. Ambtenaren zeiden dat de telescoop op dit punt veilig bleek te zijn zonder 'zichtbare tekenen van schade'.
Het bleek dat de boosdoener van de sensorafwijking de vele 'vastbindende ... beveiligingsmechanismen' waren die de telescoop op zijn plaats hielden.
"Na een grondig onderzoek stelde het James Webb Space Telescope-team van NASA Goddard vast dat de oorzaak extreem kleine bewegingen waren van de talrijke vastsjorpunten of" beveiligingsmechanismen voor de lancering "waardoor een van de spiegelvleugels van de telescoop omhoog wordt gehouden voor lancering," NASA-functionarissen legden uit in een verklaring.
Bovendien ontdekten ingenieurs onthullend dat "de grondtrillingstest zelf zwaarder is dan de lanceringstrillingomgeving".
NASA meldde vandaag (25 januari) dat de tests vorige week werden hervat op het punt waarop ze waren onderbroken. Verder werd de test uitgevoerd langs de eerste van de drie assen.
“Een grondige analyse van de testsensorgegevens en gedetailleerde computersimulaties bevestigde dat de ingangstrilling sterk genoeg was en de resonantie van de telescoop hoog genoeg bij specifieke trillingsfrequenties om deze kleine bewegingen te genereren. Nu we begrijpen hoe het is gebeurd, hebben we wijzigingen in het testprofiel aangebracht om te voorkomen dat het opnieuw gebeurt ”, legt Feinberg uit.
"We hebben waardevolle lessen geleerd die zullen worden toegepast op de laatste pre-lanceringstests van Webb op observatoriumniveau zodra het volledig is samengesteld in 2018. Gelukkig hebben we door deze lessen vroeg te leren, diagnostische tests kunnen toevoegen die wij laten zien hoe de grondtrillingstest zelf strenger is dan de lanceringstrillingomgeving op een manier die ons het vertrouwen kan geven dat de lancering zelf volledig zal slagen. ”
De volgende stap is het hervatten en voltooien van het schudden van de telescoop in de andere twee assen, of 'twee richtingen om te laten zien dat hij trillingen in alle drie dimensies kan weerstaan'.
"Dit was een geweldige teamprestatie tussen het NASA Goddard-team, Northrop Grumman, Orbital ATK, Ball Aerospace, de European Space Agency en Arianespace," zei Feinberg. "We kunnen nu doorgaan met de rest van de geplande tests van de telescoop en instrumenten."
De James Webb-ruimtetelescoop van NASA is de krachtigste ruimtetelescoop ooit gebouwd en is de wetenschappelijke opvolger van de fenomenaal succesvolle Hubble-ruimtetelescoop (HST). De gigantische primaire spiegel met een diameter van 6,5 meter heeft voldoende lichtopvangcapaciteit om meer dan 13,5 miljard jaar terug te scannen en de vorming van de eerste sterren en sterrenstelsels in het vroege heelal te zien.
De Webb-telescoop zal in 2018 worden gelanceerd op een ESA Ariane V-booster van het Guyana Space Center in Kourou, Frans Guyana.
Maar Webb en zijn "gouden" primaire spiegel met 18 segmenten moeten zorgvuldig worden opgevouwen om in de neuskegel van de Ariane V-booster te passen.
“Vanwege zijn enorme omvang moet Webb worden opgevouwen voor lancering en vervolgens worden uitgevouwen in de ruimte. Eerdere generaties telescopen vertrouwden voor hun stabiliteit op stijve, niet-bewegende constructies. Omdat onze spiegel groter is dan de raketkuip, hadden we structuren nodig die waren gevouwen voor lancering en die werden verplaatst zodra we uit de atmosfeer van de aarde waren. Webb is de eerste keer dat we bouwen aan zowel stabiliteit als mobiliteit. " Zei Feinberg.
"Dit betekent dat JWST-testen zeer uniek, complex en uitdagend is."
De milieutests worden uitgevoerd bij Goddard voordat de enorme structuur in februari 2017 naar het Johnson Space Center van NASA wordt verzonden voor verdere testen bij ultra lage temperaturen in de cryovac thermische vacuümkamer.
De ‘gouden’ primaire spiegel met een diameter van 6,5 meter bestaat uit 18 zeshoekige segmenten, die er honingraatachtig uitzien.
En het is gewoon fascinerend om naar te staren - zoals ik het afgelopen jaar een paar keer bij Goddard heb gedaan - verticaal staan in november en horizontaal zitten in mei.
Elk van de 18 zeshoekige segmenten van de primaire spiegel is iets meer dan 4,2 voet (1,3 meter) breed en weegt ongeveer 88 pond (40 kilogram). Ze zijn gemaakt van beryllium, verguld en ongeveer zo groot als een salontafel.
De Webb-telescoop is een gezamenlijk internationaal samenwerkingsproject tussen NASA, de European Space Agency (ESA) en de Canadian Space Agency (CSA).
Webb is ontworpen om naar het eerste licht van het heelal te kijken en zal terug kunnen kijken in de tijd toen de eerste sterren en eerste sterrenstelsels zich vormden. Het zal ook de geschiedenis van ons universum en de vorming van ons zonnestelsel bestuderen, evenals andere zonnestelsels en exoplaneten, waarvan sommige het leven op planeten vergelijkbaar met de aarde kunnen ondersteunen.
Bekijk deze ruimte voor mijn lopende rapporten over JWST-spiegels, wetenschap, constructie en testen.
Blijf hier op de hoogte voor Ken's voortdurende nieuws over aarde en planetaire wetenschap en bemande ruimtevaart.
