Запуск JWST знаменует только начало рискованного процесса развертывания

- Advertisement -

Грядущий запуск космического телескопа Джеймса Уэбба взволновал и взволновал астрономов, но этот запуск знаменует только начало самой рискованной части миссии.

НАСА и другие партнеры миссии заявили 22 декабря, что они не выполнили график запуска 25 декабря JWST на Ariane 5 из Французской Гвианы после того, как 21 декабря из-за погодных условий произошел однодневный промах. Ракета должна выйти из сборки. строительство до стартовой площадки 23 декабря.

Старт запланирован на 7:20 и 7:52 утра по восточному времени 25 декабря. Если все пойдет по плану, JWST отделится от верхней ступени ракеты через 27 минут после старта.

Хотя запуск обычно является самой рискованной частью полета космического корабля, он бледнеет по сравнению с тем, что испытает JWST. В то время как космический корабль летает на ракете, которая находится в эксплуатации более двух десятилетий, с ее последним катастрофическим отказом при запуске в 2002 году, JWST должна будет завершить серию первых в своем роде сложных развертываний и маневров после ее отделения. с верхней ступени.

Первое развертывание происходит через 33 минуты после взлета, когда он освобождает солнечную батарею. За этим последует его первая коррекция в середине курса, названная MCC-1a, которая состоится через 12,5 часов после старта.

Эти два события являются наиболее чувствительными ко времени для космического корабля, сказал Грег Робинсон, директор программы JWST в штаб-квартире НАСА, во время разговора с журналистами 21 декабря. «Все остальное гибкое, но сейчас мы определенно планируем номинальные сроки», – сказал он.

Этот номинальный график предусматривает начало развертывания солнцезащитного козырька через три дня после запуска. Два поддона по бокам космического корабля будут опускаться вниз со сложенным в них солнцезащитным козырьком. Два дня спустя крышки, защищающие от высвобождения материала солнцезащитного козырька, а через день развертывание двух штанг для расширения солнцезащитного козырька до его полных размеров. Пять слоев каптона с алюминиевым покрытием солнцезащитного экрана натягиваются на место в течение следующих двух дней, завершая развертывание солнцезащитного экрана через восемь дней после запуска.

Развертывание зеркала телескопа начинается через 10 дней после взлета, когда штатив, удерживающий небольшое вторичное зеркало, выдвигается на место. Два крыла, каждое из которых удерживает три из 18 сегментов главного зеркала, затем фиксируются на месте, завершая развертывание телескопа через 13 дней после запуска.

Впереди месяцы работы по выравниванию зеркал телескопа и пуско-наладке инструментов по мере их охлаждения до рабочих температур. Этот процесс завершится не раньше, чем через шесть месяцев после запуска. Маневр через 29 дней после запуска выведет JWST на свою последнюю гало-орбиту вокруг точки Лагранжа Земля-Солнце L-2, в 1,5 миллиона километров от Земли.

Однако эти первоначальные развертывания являются одними из самых важных и самых рискованных. На ноябрьском брифинге Майк Мензел, ведущий системный инженер JWST в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА, сказал, что в космическом корабле происходит 344 одноточечных отказа, 80% из которых связаны с механизмами развертывания. «Когда у вас есть спусковой механизм, трудно обеспечить его полную избыточность», – сказал он.

«Солнцезащитный экран, например, включает в себя 140 спусковых механизмов, 70 шарнирных узлов, восемь двигателей развертывания, около 400 шкивов и 90 тросов, общая длина которых составляет 400 метров», – сказала Кристал Пуга, системный инженер JWST в Northrop Grumman, во время того ноябрьского брифинга. .

«Я думаю о развертывании солнцезащитного экрана аналогично машине Руба Голдберга, поскольку он использует серию реакций, которые работают последовательно, вызывая одно событие за другим, пока не будет полностью развернут весь солнцезащитный экран», – сказала она, но добавила, что была уверена. это будет работать правильно.

«В течение нескольких лет мы проводили тестирование нескольких развертываний как на малых, так и на полноразмерных моделях», – сказала она. «Это вселяет в нас уверенность в том, что Webb будет успешно развернут».

«То, на чем мы сосредоточились при развертывании, – это определенно солнцезащитный экран, – сказал Мензель. «Солнцезащитный экран – одна из тех вещей, которые по своей природе почти недетерминированы».

Если что-то пойдет не так во время процесса развертывания, существуют различные планы действий на случай непредвиденных обстоятельств, чтобы попытаться исправить проблему. Альфонсо Стюарт, руководитель систем развертывания JWST в Goddard, сказал, что простейшие исправления включают повторную отправку команд развертывания и проверку телеметрии на наличие ошибочных сигналов.

По его словам, более сложные шаги включают в себя «шимми», когда космический корабль раскачивают вперед и назад, или «вращение», чтобы вращать космический корабль на одной оси, чтобы высвободить застрявший элемент. Еще один шаг, получивший название «огонь и лед», – переориентировать космический корабль, чтобы солнечный свет попадал в определенные области для нагрева компонентов. «Это конкретное мероприятие, это непредвиденное обстоятельство, вероятно, является последним шагом», – сказал он. «У нас довольно много альтернативных непредвиденных обстоятельств в системе».

Если проблема с развертыванием не может быть решена, это не обязательно означает конец миссии. «Не думаю, что я бы в день, если бы половина из них не развернулась, у нас не было бы проблем. Мы, конечно, будем, – сказал Мензель о солнцезащитном козырьке. «Если бы его части развернулись не так, как мы хотели, это во многом зависело бы от того, где было рассогласование».

У телескопа есть «криогенные поля», которые могут устранить некоторые проблемы с развертыванием солнцезащитного козырька. «У нас могут быть неизвестные тепловые нагрузки, например, такие, которые могут возникнуть из-за соприкосновения слоев [солнцезащитного экрана]», – сказал он, особенно если этот контракт был локализован в одной области солнцезащитного экрана.

Билл Окс, менеджер проекта JWST в Goddard, сказал, что процедуры готовы к любому количеству потенциальных проблем во время развертывания. «Мы не говорим о том, что будем делать, если потерпим неудачу. Мы говорим о том, как мы исправляем проблемы, которые видим на орбите, и как двигаться дальше », – сказал он.

Хотя установка солнцезащитного козырька и телескопа – одни из самых рискованных этапов полета, он сказал, что не будет расслабляться после того, как они будут выполнены. «Как руководитель проекта, я не вздохну с облегчением, пока мы не объявим, что мы работаем через 180 дней после запуска».

- Advertisement -
- Advertisement -