Kính thiên văn không gian James Webb (JWST) là kính viễn vọng thế hệ tiếp theo được mong đợi từ lâu, mà chúng ta hy vọng sẽ nhìn xa hơn về thời gian và sâu hơn trong các khu vực hình thành sao bụi, sử dụng bước sóng dài hơn và độ nhạy cao hơn bất kỳ kính viễn vọng không gian nào trước đây . Để đưa chúng ta đến cấp độ tiếp theo này, bạn hãy hình dung rằng các công nghệ mới sẽ phải được phát triển để chế tạo kính viễn vọng siêu khổng lồ, đột phá này. Bạn đã nói đúng.
Trên thực tế, các kỹ sư đã phải sử dụng một ít unobtainium để chế tạo khung gầm có một không hai, xương sống sẽ giữ các tàu vũ trụ lại với nhau.
Unobtainium isn Chỉ là tên của tài liệu được khai thác trong bộ phim James Cameron, bộ phim Avatar Avatar. Đó là một từ được sử dụng trong kỹ thuật - và đôi khi là hư cấu - để mô tả bất kỳ vật liệu hoặc thiết bị cực kỳ hiếm, tốn kém hoặc không thể nào cần thiết để hoàn thành một thiết kế nhất định cho một ứng dụng nhất định.
Bộ khung cho JWST - gọi là các hợp Khoa học Instrument Mô-đun ISIM - được làm bằng một vật liệu composite bao giờ-trước-sản xuất mà đã phải chịu được nhiệt độ siêu lạnh nó sẽ gặp phải khi các đài quan sát đạt quỹ đạo của nó 1,5 triệu km (930.000 dặm ) từ trái đất.
ISIM vừa trải qua một thử nghiệm cực kỳ quan trọng, sống sót ở nhiệt độ xuống thấp tới 27 Kelvin (-411 độ F), lạnh hơn bề mặt Sao Diêm Vương trong một chu kỳ thử nghiệm trong Bộ mô phỏng môi trường không gian của Goddard - buồng chân không nhiệt ba tầng mô phỏng nhiệt độ và điều kiện chân không tìm thấy trong không gian.
Nhóm nghiên cứu tại Trung tâm bay không gian Goddard, người chịu trách nhiệm xây dựng khung gầm cần một vật liệu đảm bảo các thiết bị khác nhau trên JWST sẽ duy trì sự liên kết và ổn định chính xác, nhưng vẫn tồn tại được lực hấp dẫn cực độ trong quá trình phóng.
Thử nghiệm đã được thực hiện để tìm hiểu xem cấu trúc có kích thước ô tô có bị co lại và biến dạng như dự đoán khi nó nguội từ nhiệt độ phòng đến lạnh lẽo hay không - rất quan trọng vì các dụng cụ khoa học phải duy trì một vị trí cụ thể trên cấu trúc để nhận ánh sáng được thu thập bởi kính viễn vọng 6.5 gương chính-mét (21,3 feet). Nếu cấu trúc bị thu hẹp hoặc biến dạng một cách khó lường do lạnh, các thiết bị sẽ không còn có thể thu thập dữ liệu về mọi thứ từ ánh sáng phát sáng đầu tiên sau Big Bang đến sự hình thành các hệ sao có khả năng hỗ trợ sự sống.
Khi họ mới bắt đầu, không có gì ngoài đó phù hợp với mô tả về những gì cần thiết. Vì vậy, điều đó đã để lại một giải pháp thay thế: phát triển vật liệu chưa được sản xuất của riêng họ, mà các thành viên trong nhóm gọi đùa là "unobtainium". Thông qua mô hình toán học, nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra rằng bằng cách kết hợp hai vật liệu tổng hợp, nó có thể tạo ra một hệ thống nhựa carbon / cyanate-ester, rất lý tưởng để chế tạo các ống vuông cấu trúc có đường kính 75 mm (3 inch).
Trong cuộc thử nghiệm kéo dài 26 ngày gần đây và với các chu kỳ thử nghiệm lặp đi lặp lại, bộ lắp ráp giống như giàn được thiết kế bởi các kỹ sư của Goddard đã không bị nứt. Cấu trúc bị thu hẹp như dự đoán chỉ 170 micron - chiều rộng của kim Kim khi nó đạt tới 27 Kelvin (-411 độ F), vượt xa yêu cầu thiết kế khoảng 500 micron. Eric Chúng tôi chắc chắn sẽ không thể sắp xếp lại các công cụ trên quỹ đạo nếu cấu trúc di chuyển quá nhiều, ông Eric Johnson, Giám đốc Dự án Cấu trúc ISIM cho biết. Tại đó chúng tôi cần phải đảm bảo rằng chúng tôi đã thiết kế đúng cấu trúc.
Kiểu cấu trúc này có thể phục vụ NASA trong tương lai cho thế hệ tiếp theo ngoài JWST, và cũng có thể là một spinoff xoáy mà các nhà sản xuất có thể thấy hữu ích trong việc thiết kế các cấu trúc đòi hỏi khả năng chịu đựng cao trong điều kiện.
Nguồn: NASA Goddard
