James Webb Uzay Teleskobu’nun sanatçı anlayışı. Kredi: NASA GSFC/CIL/Adriana Manrique Gutierrez
Tamamlanması NASA‘s James Webb Uzay Teleskobu‘nin optik hizalaması bizi Bilim Aletlerini devreye almanın son aşamasına taşıdı. Bu son aşamada Webb ekibi ve alet bilimcileri, performanslarını, kalibrasyonlarını ve genel gözlemevi işlemlerini değerlendirmek için dört bilim aletinin tüm modlarını ve işlemlerini test edecekler.
Webb Teleskobu’nun aynaları yavaş yavaş son çalışma sıcaklıklarına soğurken, Webb ekibi termal kararlılık testine hazırlanıyor. Webb gözlemevi proje bilimcisi yardımcısı Erin Smith’ten bize bu testin sıcağı ve soğuğu hakkında bilgi vermesini istedik.
“Webb’in beş katmanlı güneş kalkanı, teleskopu ve bilim araçlarını serin tutar ve Güneş, Dünya ve aydan korur. Bu koruma, Webb’in soğuk bir teleskop ve soğuk alet optiği gerektiren kızılötesi evrenin ölçümlerini yapmasına olanak tanır. Ancak, Webb gökyüzündeki farklı hedefleri işaret ettiğinden, Güneş’in güneşlik üzerindeki açısı değişir ve bu da gözlemevinin termal profilini değiştirir. Sıcaklıktaki bu değişimler, gözlemevinde küçük değişikliklere neden olabilir ve Webb’in optik kalitesini, işaretini, gözlenen arka planlarını ve diğer parametreleri etkileyebilir.
Webb’in güneş kalkanıyla bölünmüş iki yüzü vardır: Güneş ve Dünya’ya bakan sıcak taraf ve Güneş ve Dünya’dan uzakta, uzaya bakan soğuk taraf. Güneş panelleri, iletişim anteni, navigasyon sistemi ve elektronik sistemler, Güneş ve Dünya’ya bakan sıcak tarafta bulunur. Kızılötesi radyasyona karşı çok hassas olan aynalar ve bilimsel aletler, güneşlik tarafından korundukları soğuk tarafa yerleştirilmiştir. Kredi bilgileri: STScI
“Termal kararlılık alıştırması, Webb’in görüş alanının uç noktaları arasında, sıcaktan soğuğa doğru hareket ederek, soğuk durumda birkaç gün geçirerek ve ardından tekrar sıcak duruma dönerek bu değişiklikleri ölçecektir. Bu süre zarfında Webb ekibi termal kararlılığı, işaretleme performansını ve optik dalga cephesi kaymasını ölçecektir. Ekip, gözlemevinin performansını ölçmeye ek olarak, gözlemevi davranışını tahmin etmek için kullanılan termal modellemeyi de kontrol edecek.
“Güneşten kalkan teleskopla Webb, herhangi bir zamanda gökyüzünde “bakım alanı” olarak adlandırılan bir halka veya halka gözlemler. Her yıl boyunca, bu halka tüm gökyüzünü süpürür. Pitch, Güneş’e (negatif) veya uzağa (pozitif) olan açıdır. Webb, -5 ile +45 derece arasındaki perdeleri işaret eder. Güneşin güneşliği tam olarak aydınlattığı “sıcak” tutum 0 derecededir. “Soğuk” tutum +45 derecedir ve güneş ışığı yaklaşık 0,7 kosinüs (45 derece) faktörüyle azalır.
Üstte: Webb, sürekli izleme bölgesinin (CVZ) yakınını işaret eden ‘sıcak’ tavırda; altta: Webb ‘soğuk’ tavırla. Kredi bilgileri: NASA/STScI
“Termal kararlılık testine başlamak için Webb ekibi, gözlemevini yaklaşık 0 derecelik eğimde sıcak durumda gösterecek ve termal olarak stabilize olana kadar orada beş gün tutacaktır. Ekip, işaret kararlılığı, optik dalga cephesi hatası ve alet elektroniğinin neden olduğu salınımların temel ölçümlerini yapacaktır. Bu temel oluşturulduktan sonra, ekip gözlemevini yaklaşık +40 derecelik açıyla soğuk duruma çevirecektir. Dönüşten hemen sonra ekip, dalga cephesindeki kısa süreli etkileri sürekli olarak ölçmek için NIRCam’ın zayıf lens takımını 24 saat boyunca kullanacak. Bundan sonra ekip, teleskopun termal stabilizasyonunu ölçmek için her 12 saatte bir teleskopun stabilitesini izleyecektir.
“Gözlemevi, sıcaklıklar sabitlenene kadar soğukta bir haftadan fazla zaman geçirecek. Ardından Webb sıcak duruma geri dönecek ve ekip hem FGS/NIRISS hem de NIRCam araçlarını kullanarak yüksek kadanslı işaretleme kararlılık verilerini alacaktır. MIRI cihazı, değişen termal ortamın orta kızılötesi arka plan seviyelerini nasıl etkilediğini anlamak için her iki tutumda da gözlemler yapacaktır. Bu uzun test sırasında, Gözlemevi boş durmayacaktır; bazı enstrüman devreye alma faaliyetleri, sıcak ve soğuk noktalarla uyumludur.
“Bir araya getirildiğinde, termal kararlılık testlerinden elde edilen veriler, gözlemevi ekibinin gözlemevinin termal olarak nasıl davrandığını daha iyi anlamasını sağlayacaktır. Değişikliklerin çok küçük olması beklense de Webb o kadar hassas ki, biz teleskopun performansını optimize ederken bir fark yaratabilirler. Webb’in geliştiricileri tarafından kullanılan karmaşık termal modellerin bu gerçek dünya kalibrasyonu, gelecekteki gözlem stratejilerini ve önerilerini bilgilendirmeye yardımcı olacak.”
– Erin Smith, Webb gözlemevi proje bilimcisi yardımcısı, NASA Goddard
Webb kıdemli proje bilimcisi yardımcısı Jonathan Gardner, NASA Goddard ve Webb gezegen bilimi proje bilimcisi yardımcısı Stefanie Milam, NASA Goddard tarafından yazıldı.