Engenheiros resolvem a remoção excessiva de calor do telescópio Webb da NASA

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Como o Telescópio Espacial James Webb da NASA vai liberar o calor gerado por seus instrumentos científicos e seus componentes eletrônicos de apoio? Para quem não é engenheiro ou cientista, a resposta pode ser complexa e "desconcertante", e acontece que o processo é exatamente isso. Os quatro instrumentos científicos do Webb são mantidos dentro de uma estrutura de suporte denominada módulo integrado de instrumentos científicos (ISIM), localizado atrás do espelho primário do telescópio. A ótica do ISIM e Webb formam a carga científica do observatório. Para manter o calor longe dos instrumentos sensíveis, a maioria dos aparelhos eletrônicos usados ​​para energizar e operar os instrumentos são alojados em um compartimento abaixo do ISIM, onde defletores especialmente projetados direcionam o calor com segurança para o espaço e para longe de qualquer superfície fria do observatório. Os defletores atuam essencialmente como espelhos para refletir o calor (radiação infravermelha) para fora em uma direção específica. Se isso soa familiar, é porque os espelhos de Webb farão praticamente a mesma coisa – mas, em vez de refletir a luz infravermelha no espaço, eles irão guiá-la com precisão precisa até os instrumentos científicos do telescópio. "O ouro tem uma refletividade muito alta na faixa do espectro infravermelho, por isso é ideal para direcionar o calor", explicou Matthew Stephens, engenheiro de sistemas mecânicos da Webb no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. dos espelhos primário, secundário e terciário são revestidos de ouro. ” O Telescópio Espacial James Webb é sensível à luz infravermelha – e capaz de detectar sinais de calor extremamente fracos de coisas muito distantes. É por isso que é importante manter o calor gerado pelo próprio observatório longe do espelho e dos instrumentos. Crédito: NASA / Chris Gunn

Engenheiros resolvem a remoção excessiva de calor do telescópio Webb da NASA Engenheiros reinstalar um dos defletores banhados a ouro que ajuda a dissipar o calor do módulo de instrumentos científicos integrados (ISIM) do Telescópio Espacial James Webb da NASA. Os defletores direcionam o calor gerado pela eletrônica do instrumento com segurança para o espaço e para longe de qualquer área fria do telescópio infravermelho   Créditos: NASA / Chris Gunn

Prep para teste de choque mecânico Este é o Elemento Espacial do Telescópio Espacial James Webb, que inclui o ônibus espacial e o protetor solar do tamanho de uma quadra de tênis. Aqui é mostrado dobrado em uma configuração de lançamento, envolvendo uma maquete do telescópio. O telescópio é a parte do observatório que inclui os espelhos e instrumentos dourados. O telescópio de voo está completo e terminou com sucesso seus testes na NASA Goddard antes de ser enviado para Northrop Grumman, onde será acoplado com o elemento nave espacial. A unidade simulada é usada para simular peso, tamanho e massa do telescópio de vôo para fins de teste.   Nesta foto, a nave espacial está sendo preparada e levantada para um teste de choque mecânico nas instalações da Northrop Grumman. Por que esse teste foi feito? Depois que o segundo estágio do foguete dá a Webb um empurrão final para enviá-lo a caminho de sua órbita no segundo ponto Lagrange Sun-Earth (L2), as duas metades do adaptador de carga se separam, liberando Webb do foguete. O lançamento envia um choque mecânico – uma série de vibrações de alta frequência – através do observatório. “O choque mecânico é um choque rápido no sistema, muito parecido com quando você fecha a porta do carro e o carro estremece um pouco”, explicou Keith Parrish, gerente do Observatório para Webb na NASA Goddard. Os componentes eletrônicos da Webb são projetados para suportar esse choque, assim como um laptop é projetado para suportar as pancadas e as quedas da vida cotidiana.   Para simular essa separação na Terra, os engenheiros da Northrop Grumman primeiro suspenderam o elemento espacial no ar com o adaptador de carga acoplado a ele. Eles então liberaram remotamente a metade inferior do adaptador de carga, que é a metade que será conectada ao foguete durante o lançamento. A metade inferior caiu aproximadamente 8 polegadas (cerca de 20 centímetros) em uma área de captura acolchoada no chão da sala limpa onde o teste estava sendo realizado.   Os engenheiros monitoraram as forças causadas pela liberação para garantir que estivessem dentro dos valores esperados, e as câmeras de vídeo de alta velocidade registraram a separação para garantir que ela fosse suave. Durante o vôo e a separação propriamente ditos, 12 molas empurrarão Webb para longe do foguete Ariane 5.   Crédito da imagem: Northrop Grumman