Webb son sıcaklığında mı?

NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu üzerindeki Orta Kızılötesi Enstrüman (MIRI) şimdi gaz halindeki bir helyum kriyo-soğutucu tarafından 7 Kelvin’in altına soğutuluyor. Soğutucu son durumundayken, Webb ekibi bu hafta MIRI cihazını teleskop hizalamanın yedinci ve son aşamasının bir parçası olarak çalıştırıyor. Cihaz çalışırken, dedektörler ve elektronikler, MIRI’yi sabit ve çok soğuk bir çalışma sıcaklığında tutmak için kriyo-soğutucu tarafından dengelenen ısı üretir. Yakın-kızılötesi aletler de işlemler sırasında ısınır ve ısıyı dağıtmak zorundadır, ancak bu aletler için bu pasif soğutma ile yapılır; dedektörlerden ve elektronik cihazlardan gelen ısı derin uzaya yayılır.

Aletler artık çalışma sıcaklıklarında olduğuna göre, teleskop aynaları da son sıcaklıklarına kadar soğumaya devam edecek, ancak henüz tam olarak orada değiller. Birincil ayna segmentleri ve ikincil ayna berilyumdan (altınla kaplanmış) yapılmıştır. Kriyojenik sıcaklıklarda berilyumun uzun bir termal zaman sabiti vardır, bu da soğumasının veya ısınmasının uzun zaman aldığı anlamına gelir. Birincil ayna bölümleri hala çok yavaş bir şekilde soğuyor.

Destek yapısının ucunda herhangi bir ısı kaynağından çok uzakta asılı duran ikincil ayna, şu anda 29.4 Kelvin’de en soğuk aynadır. 18 birincil ayna segmenti, 34,4 Kelvin ila 54,5 Kelvin arasında sıcaklık aralığındadır. Berilyum aynaların bir avantajı, cam aynaların bu sıcaklıklarda yapacağı gibi sıcaklıkla şekil değiştirmemeleridir, bu nedenle sıcaklık aralığı teleskop hizalama sürecini etkilemez.

Şu anda 18 ayna segmentinden dördü 50 Kelvin’in üzerinde: 52.6, 54.2, 54.4 ve 54.5’te. Bu dört ayna parçası, MIRI dedektörlerine ulaşan bir miktar orta-kızılötesi ışık yayar. Tüm ayna sıcaklıkları şu anda 55 Kelvin’in altında olduğundan, MIRI’nin planladığı bilimi gerçekleştirmek için yeterince hassas olması bekleniyor, ancak bu aynaların herhangi bir ilave soğutması yalnızca performansını artıracaktır. Webb ekibi, aynaların 0,5 ila 2 Kelvin daha soğumasını umuyor.

Teleskopu astronomik bir hedefe doğrulttuğumuzda, teleskop ve güneşlik birlikte hareket eder. Güneşliklerin Güneş’e sunduğu açıya “tutum” denir. Beş katmanlı güneş korumasından birincil aynaya giden küçük miktarda kalan ısı bu duruma bağlıdır ve ayna segmenti sıcaklıkları çok yavaş değiştiğinden, sıcaklıkları birkaç gün boyunca ortalaması alınan duruma bağlıdır.

Devreye alma sırasında, Webb şu anda zamanının çoğunu, nispeten sıcak bir tutum olan ekliptik kutuplara işaret ederek geçiriyor. Bilim operasyonları sırasında, bu yazdan itibaren, teleskop gökyüzü üzerinde çok daha eşit bir nokta dağılımına sahip olacak. En sıcak ayna bölümlerine ortalama termal girdinin biraz düşmesi ve aynaların biraz daha soğuması bekleniyor.

Devreye almanın ardından, aynaların tutuma termal bağımlılığını test etmeyi planlıyoruz. Termal dönüş adı verilen bir süreçte Webb’i birkaç gün boyunca sıcak bir duruma ve Webb’e birkaç gün boyunca soğuk bir duruma işaret edeceğiz. Bu, gözlemevi herhangi bir süre boyunca bu konumlardayken aynaların soğumasının veya ısınmasının ne kadar sürdüğünü bize bildirecektir.

Webb son sıcaklığında mı? Cevap: neredeyse!