Los ingenieros del Telescopio Espacial James Webb han pasado tres meses alineando los 18 segmentos individuales del espejo del telescopio en un gigantesco espejo primario del telescopio de alta precisión de 6,5 metros (21,3 pies). .
Este proceso, llamado puesta en escena, comenzó a principios de febrero y comenzó con una colocación inicial después de colocar los espejos, seguido de una alineación “gruesa”, luego una alineación “fina” y luego el espejo para que coincida con las cuatro herramientas y varios campos de Webb. de vista.proporciona todo.
A partir de esta semana, los ingenieros se encuentran en la Fase 2, lo que demuestra cuán preciso y detallado es este procedimiento.Aunque el equipo de Webb ha probado y simulado el proceso innumerables veces aquí en la Tierra, no han podido realizar todo el proceso en todas las condiciones espaciales que experimenta actualmente el telescopio.Los ingenieros pueden simular el frío vacío del espacio aquí en la Tierra, pero no 0G.
En una entrevista el mes pasado, Lee Feinberg, gerente de elementos del telescopio óptico de la misión, dijo: “Hemos construido un telescopio de prueba que se parece mucho al Webb, pero una sexta parte del tamaño. espejos para alinearlos.Luego probamos todo el telescopio en una cámara de vacío en el Centro Espacial Johnson a temperatura y presión.Allí pudimos mostrar aspectos del proceso, pero no todos.Entonces, el primer momento regular para hacer todo el proceso es cuando el telescopio está en el espacio”.
El 12 de febrero, el equipo del telescopioEl primer fotón de la luz de las estrellas viajó a través de todo el telescopio y fue detectado por un instrumento de cámara de infrarrojo cercano (NIRCam).NIRCam se utiliza para alinear espejos y calibrar el telescopio, tomando una imagen y 18 imágenes desenfocadas de una estrella de cada segmento de espejo.Los científicos e ingenieros ahora están tomando imágenes desenfocadas y usándolas para ajustar lentamente sus telescopios.El equipo dice que los resultados iniciales hasta ahora están en línea con las expectativas y simulaciones.
“Me gusta pensar que tenemos 18 espejos en este momento”, dijo Jane Rigby, científica del proyecto de operaciones de Webb. Todas las pequeñas prima donna hacen lo suyo y cantan sus canciones sin importar la altura que tengan”. , en una conferencia de prensa a principios de este mes.“Tenemos que hacerlos funcionar como un coro, y es un proceso sistemático y arduo”.
Los 18 segmentos del espejo primario de un telescopio deben coincidir entre sí en una fracción de una longitud de onda de luz de unos 50 nanómetros.Cada segmento tiene 6 actuadores o pequeños motores mecánicos conectados a la parte posterior que pueden alinear los segmentos con actuadores adicionales para ajustar la curvatura.
En el primer paso de este proceso, llamado “identificación de imagen segmentada”, el equipo movió cada uno de los 18 segmentos del espejo primario de Webb, trayendo 18 copias desenfocadas de una sola estrella a la formación hexagonal planificada.La imagen principal de arriba muestra ese arreglo.El primer movimiento de un segmento de espejo puede ser tan pequeño como un centímetro o menos, y el movimiento final será de decenas de nanómetros, que es solo 1/10000 del ancho de un cabello humano.
El resto de los pasos:
2. Alineación de segmentos:Un proceso llamado búsqueda de topología utiliza el análisis matemático para determinar el error de posición exacto de un segmento.El ajuste de los segmentos produce 18 “telescopios” bien corregidos.Sin embargo, en esta etapa los segmentos aún no funcionan juntos como un solo espejo.
??Durante las próximas semanas, nuestro equipo se enfocará en cada uno de estos 18 puntos y luego los superpondrá uno encima del otro para formar un solo punto, una sola imagen unificada a través de los 18 segmentos espejo de Webb.Trabajo futuro:https://t.co/asidf7mdKB pic.twitter.com/pPZQG13IkO
— Telescopio Webb de la NASA (@NASAWebb)11 de febrero de 2022
3. Apilamiento de imágenes:Las imágenes de cada imagen segmentada se superponen entre sí.Las imágenes segmentadas individuales luego se mueven para caer precisamente en el centro del campo, creando una imagen unificada.Esto traerá toda la luz a un solo lugar en el detector.
4. Fase áspera:En este punto, el segmento todavía funciona con 18 telescopios pequeños en lugar de un telescopio grande.La fase gruesa es el proceso de alinear segmentos entre sí con una precisión menor que la longitud de onda de la luz.Usando una técnica conocida como detección de franjas dispersas, NIRCam captura el espectro óptico de 20 pares separados de segmentos de espejo.Esto se hace al menos tres veces.
5. Micropasos:Después de cada ronda de Fases gruesas, el ingeniero realiza Fases finas para medir y corregir los errores de alineación restantes utilizando el mismo método de desenfoque aplicado en el paso 2, Alineación de segmentos.Sin embargo, en lugar de usar un espejo secundario, se usan elementos ópticos especiales dentro del instrumento científico para desenfocar cantidades variables para cada imagen.
6. Alinee el telescopio con el campo de visión del instrumento:Esto realiza la alineación en la NIRCam en fase de precisión para asegurarse de que la alineación funcione para el resto del instrumento.Los ingenieros toman medidas desde diferentes campos de visión y las refinan para obtener telescopios bien alineados en todos los instrumentos científicos.
7. Repita la clasificación para la solución final:Este paso elimina pequeños errores de posicionamiento residuales en el segmento del espejo primario y verifica la calidad de imagen de cada instrumento científico.
“A medida que avanza en el paso 7, ve que también tiene que repetir el paso anterior”.escribió en su blog.“El proceso es flexible y modular, por lo que es repetible.Después de unos tres meses de alinear el telescopio, el equipo estará listo para la puesta en marcha”.
Las imágenes tomadas durante el proceso de alineación no son las imágenes “bonitas” que vemos en otros telescopios espaciales.Espere ver verdaderas imágenes de las primeras luces en el JWST con todas las funciones en junio o principios de julio.
Leyenda de la imagen principal: esta imagen inicial alineada con Webb con puntos de luz de estrellas dispuestos en un patrón que se asemeja al panal de un espejo primario se denomina “matriz de imágenes”.Crédito: NASA/STScI/J.pascual