Inżynierowie pracujący przy budowie Teleskopu Kosmicznego Jamesa Webba (JWST) ukończyli test o nazwie Center of Curvature. To pierwszy z ważnych testów optycznych w pełni złożonego podstawowego lustra teleskopu.

teleskop-webba

Center of Curvature to niezwykle ważne badanie, które musi być przeprowadzone przed całą serią testów mechanicznych, jakim zostanie poddane lustro. W czasie testów mechanicznych eksperci będą symulowali środowisko wewnątrz rakiety nośnej, która wyniesie JWST w przestrzeń kosmiczną. Lustro doświadczy silnych wibracji mechanicznych oraz oddziaływania fal dźwiękowych. Będzie się to wiązało z silnymi oddziaływaniami na strukturę lustra. Tak silnymi, że mogą one zmienić kształt i położenie poszczególnych elementów. Jeśli by do tego doszło, teleskop mógłby zostać uszkodzony w takim stopni, że korzystanie z niego nie będzie możliwe.

Teleskop Webba został zaprojektowany tak, że powinien przetrwać podróż w rakiecie, jednak konieczne jest jego sprawdzenie. Dlatego też przeprowadzono test Center of Curvature, podczas którego mierzono właściwości optyczne lustra. Uzyskane wyniki zostaną porównane z wynikami ponownego testu, który zostanie przeprowadzony po testach mechanicznych symulujących podróż w rakiecie. To jedyny test całego lustra podczas którego możemy wykorzystać to samo wyposażenie przed i po teście. Badanie to pokaże nam, czy wyniesienie teleskopu spowoduje jakieś zmiany lub uszkodzenia w systemie optycznym – mówi szef zespołu testującego doktor Ritva Keski-Kuha.

teleskop-webba-2

Center of Curvature został przeprowadzony w cleanroomie w warunkach kontrolowanej wilgotności i temperatury. Było to konieczne, by upewnić się, że lustro nie ulega zmianom już w czasie testu. Nawet jednak w takich warunkach wibracje tła mogą zaburzyć pomiary. Dlatego też wykorzystany do badań interferometr pracował z prędkością 5000 ‚klatek’ na sekundę, czyli większa niż wspomniane wibracje. To pozwoliło inżynierom na odfiltrowanie wibracji i uzyskanie czystych danych. Podczas Center of Curvature mierzono kształt lustro poprzez porównanie odbijanego przezeń światła z komputerowym hologramem prezentującym idealne lustro Webba. Światła – to odbite od fizycznego lustra i to z lustra idealnego – nałożono na siebie i badano interferencje. Technika ta pozwala na niezwykle precyzyjne porównanie wyników dwóch pomiarów. Interferometria z wykorzystaniem komputerowo generowanego hologramu to klasyczny współczesny test optyczny służący do badania luster – mówi Keski-Kuha.

Przeprowadzenie pomiarów nie było łatwe. Trzeba bowiem pamiętać, że lustro JWST będzie największym lustrem wysłanym przez ludzkość w przestrzeń kosmiczną. Cztery lata przygotowywaliśmy się do tego testu – mówi David Chaney, główny metrolog. Problemem były tu m.in. olbrzymie rozmiary lustra, duży promień krzywizny oraz wibracje tła. Nasz test jest tak czuły, że możemy zmierzyć wibracje lustra wywołane przez rozmawiających ludzi.

Teraz specjaliści będą analizowali dane, by przed testami mechanicznymi upewnić się, że lustro jest idealnie złożone. Center of Curvature zostanie powtórzony po testach mechanicznych.