Instrumenti më i ftohtë i teleskopit hapësinor Webb arrin temperaturën e funksionimit nën minus 447 ° F

Teleskopi Hapësinor James Webb i NASA-s do të shohë galaktikat e para që do të formohen pas shpërthimit të madh, por për ta bërë këtë, instrumentet e saj së pari duhet të ftohen – vërtet të ftohtë. Më 7 prill, Instrumenti Infrared i Mesëm i Webb (MIRI) – një zhvillim i përbashkët nga NASA dhe ESA (Agjencia Evropiane e Hapësirës) – arriti temperaturën e tij përfundimtare të funksionimit nën 7 kelvins (minus 447 gradë Fahrenheit, ose minus 266 gradë Celsius).

Së bashku me tre instrumentet e tjerë të Webb-it, MIRI fillimisht u ftoh nën hijen e mbrojtjes së diellit të madhësisë së fushës së tenisit të Webb-it, duke rënë në rreth 90 kelvin (minus 298 F, ose minus 183 C). Por rënia në më pak se 7 kelvin kërkonte një kriokol me energji elektrike. Javën e kaluar, ekipi kaloi një moment historik veçanërisht sfidues të quajtur “pika e pikës”, kur instrumenti shkon nga 15 kelvin (minus 433 F, ose minus 258 C) në 6.4 kelvin (minus 448 F, ose minus 267 C).

“Ekipi i ftohësit MIRI ka bërë shumë punë në zhvillimin e procedurës për pikën e pikës,” tha Analyn Schneider, menaxhere e projektit për MIRI në Laboratorin Jet Propulsion të NASA-s në Kaliforninë Jugore. “Ekipi ishte i emocionuar dhe nervoz duke shkuar në aktivitetin kritik. Në fund ishte një ekzekutim i procedurës në tekst dhe performanca më e ftohtë është edhe më e mirë se sa pritej.”

Temperatura e ulët është e nevojshme sepse të katër instrumentet e Webb zbulojnë dritën infra të kuqe – gjatësi vale pak më të gjatë se ato që mund të shohin sytë e njeriut. Galaktikat e largëta, yjet e fshehur në fshikëza pluhuri dhe planetët jashtë sistemit tonë diellor të gjitha lëshojnë dritë infra të kuqe. Por po ashtu edhe objektet e tjera të ngrohta, duke përfshirë pajisjet elektronike dhe optike të vetë Webb. Ftohja e detektorëve të katër instrumenteve dhe harduerit përreth i shtyp ato emetime infra të kuqe. MIRI zbulon gjatësi vale më të gjata infra të kuqe se tre instrumentet e tjerë, që do të thotë se duhet të jetë edhe më i ftohtë.

Një tjetër arsye pse detektorët e Webb-it duhet të jenë të ftohtë është të shtypin diçka që quhet rrymë e errët, ose rrymë elektrike e krijuar nga dridhja e atomeve në vetë detektorët. Rryma e errët imiton një sinjal të vërtetë në detektorë, duke dhënë përshtypjen e gabuar se ata janë goditur nga drita nga një burim i jashtëm. Këto sinjale false mund të mbytin sinjalet reale që astronomët duan të gjejnë. Meqenëse temperatura është një matje se sa shpejt po vibrojnë atomet në detektor, ulja e temperaturës do të thotë më pak dridhje, e cila nga ana tjetër do të thotë më pak rrymë e errët.

Aftësia e MIRI për të zbuluar gjatësi vale më të gjata infra të kuqe gjithashtu e bën atë më të ndjeshëm ndaj rrymës së errët, kështu që duhet të jetë më i ftohtë se instrumentet e tjera për të hequr plotësisht atë efekt. Për çdo shkallë temperatura e instrumentit rritet, rryma e errët rritet me një faktor prej rreth 10.

Sapo MIRI arriti një temperaturë të ftohtë 6.4 kelvin, shkencëtarët filluan një seri kontrollesh për t’u siguruar që detektorët po funksiononin siç pritej. Ashtu si një mjek që kërkon ndonjë shenjë sëmundjeje, ekipi MIRI shikon të dhënat që përshkruajnë shëndetin e instrumentit dhe më pas i jep instrumentit një sërë komandash për të parë nëse ai mund t’i kryejë detyrat në mënyrë korrekte. Ky moment historik është kulmi i punës së shkencëtarëve dhe inxhinierëve në institucione të shumta përveç JPL, duke përfshirë Northrop Grumman, i cili ndërtoi kriokolin dhe Qendrën e Fluturimit Hapësinor të NASA-s Goddard, e cila mbikëqyri integrimin e MIRI dhe ftohësit me pjesën tjetër të observatorit. .

“Kemi kaluar vite duke u praktikuar për atë moment, duke kontrolluar komandat dhe kontrollet që kemi bërë në MIRI,” tha Mike Ressler, shkencëtar projekti për MIRI në JPL. “Ishte disi si një skenar filmi: Gjithçka që duhej të bënim ishte shkruar dhe përsëritur. Kur u futën të dhënat e testit, unë u entuziazmova kur pashë se dukej saktësisht siç pritej dhe se ne kemi një instrument të shëndetshëm.”

Ka akoma më shumë sfida me të cilat ekipi do të duhet të përballet përpara se MIRI të fillojë misionin e tij shkencor. Tani që instrumenti është në temperaturën e funksionimit, anëtarët e ekipit do të marrin imazhe testuese të yjeve dhe objekteve të tjera të njohura që mund të përdoren për kalibrim dhe për të kontrolluar funksionimin dhe funksionalitetin e instrumentit. Ekipi do të kryejë këto përgatitje së bashku me kalibrimin e tre instrumenteve të tjerë, duke dhënë imazhet e para shkencore të Webb këtë verë.

“Jam jashtëzakonisht krenar që jam pjesë e këtij grupi shkencëtarësh dhe inxhinierësh shumë të motivuar, entuziastë të tërhequr nga e gjithë Evropa dhe SHBA,” tha Alistair Glasse, shkencëtar instrumentesh MIRI në Qendrën Teknologjike të Astronomisë në Mbretërinë e Bashkuar (ATC) në Edinburg, Skoci. “Kjo periudhë është ‘prova jonë me zjarr’, por tashmë është e qartë për mua se lidhjet personale dhe respekti i ndërsjellë që kemi krijuar gjatë viteve të fundit është ajo që do të na shtyjë në muajt e ardhshëm për të ofruar një instrument fantastik për komuniteti botëror i astronomisë.”