James Webb teleskopu soğutma sürecinden geçiyor

Uzayda şeyleri soğutmak göründüğünden daha zor. Ama bu tam olarak James Webb teleskopunun şu anda içinden geçtiği süreçtir. Kızılötesi görüntüleme sistemlerinin doğru çalışması için kriyojenik sıcaklığa inmek zorunludur. Teleskop zaten başlamış olsa da, sürecin tamamlanmasına birkaç hafta daha var ve evrenin ilk çığır açan kızılötesi görüntülerini yakalamaya başlamaya hazır olacak.

Bu, bir şeyi soğutmak için son derece uzun bir süre gibi görünebilir, ancak hepsi bunu uzayda yapmanın zorluğunun bir parçası. İlk zor nokta, doğrudan güneş ışığına maruz kalması durumunda ekipmanı aşırı yüksek sıcaklıklara kadar ısıtabilen güneşten çıkmaktır. Neyse ki James Webb, onu doğrudan güneş ışığından uzak tutmak için özel olarak tasarlanmış bir güneş kalkanına sahip.

Teleskopun geri kalan aletleri, güneş kalkanı birkaç hafta önce açıldığından beri soğuyor. Öyle olsa bile, üstesinden gelinmesi gereken bir diğer engel, uzayda ısıdan doğal olarak kurtulmanın üç yolundan ikisinin olmamasıdır. Isının doğrudan başka bir maddeye aktarıldığı iletim ve daha düşük sıcaklıktaki yeni malzemenin yerçekimi nedeniyle daha sıcak malzemenin önünde sürekli olarak çevrildiği konveksiyon, uzay boşluğunda çalışmaz.

Yani James Webb, üçüncü ısı yayılımı yöntemini kullanıyor – radyasyon. Isının kendisi, kızılötesi ışık şeklinde yavaşça sızar. Açıkçası, bu kızılötesi ışık, Webb’in toplamayı umduğu türdendir, bu nedenle kendi araçları gibi gözlemsel hedefleri dışındaki herhangi bir kaynak, ölçümlerinin doğruluğuna zarar verebilir.

Şu anda, teleskobun birincil ayna segmentleri 40-60 derece K (-233 ila -213 derece C) aralığındayken, ikincil ayna yaklaşık 30 derece K (-270 derece C). Şimdi olduklarından yaklaşık 10 derece daha soğuk olan hedef sıcaklıklarına ulaşmak için hala uzun bir yolu var (segmentler arasında oldukça geniş bir 15-20 derece K dağılımı bekleniyor).

Webb’in kızılötesi cihazlarının kendi sıcaklık hedefleri vardır. Yakın-kızılötesi aletler şu anda 75 derece K civarında ve beklenen nihai sıcaklık yaklaşık 40 derece K civarında. Aynalarla olan sıcaklık farkı kasıtlıydı, NASA optik ekipman üzerinde buz oluşumunu durdurmak için ısıtıcılar kullanıyordu. Şimdi, aynalarla aynı ışınımsal ısı transferini gerçekleştiriyor, ancak kardeş enstrümanı olan Orta Kızılötesi Enstrüman (MIRI), tamamen başka bir canavar.

Tam kapasitede çalışması için, yalnızca ışınımsal soğutma ile ulaşılan sıcaklığın altında, soğuk 7 derece K (-266 derece C) sıcaklığa yapay olarak soğutulmalıdır. Bu nedenle MIRI, diğer teleskoplardaki daha önce kriyojenik olarak soğutulan sistemlerin aksine, bir soğutma kaynağı olarak kendi sıvı helyumunu yeniden kullanan bir kriyojenik soğutucuya sahiptir.

Bu, on yıllardır en gelişmiş uzay teleskobundaki birçok yenilikten sadece biri. Bu yeni ilerleme raporu, teleskopun birkaç ay içinde bilim operasyonlarına başlama kontrol listesinde yavaş ve istikrarlı bir ilerleme kaydettiğini gösteriyor.