OTE 패스파인더

OTE Pathfinder
OTE 테스트 챔버의 Pathfinder

OTE 패스파인더(광학망원경 소자 경로파인더용) 또는 제임스 Webb 우주망원경 패스파인더는 제임스 Webb 우주망원경의 기술 시승기/테스트 기사다.[1]실제 백플레인의 비비행 복제품이지만, 연장 측면에 있는 두 개의 "윙"이 아닌 중앙 부분만 포함하며 실제 JWST에는 추가 세그먼트가 있다.[2]다양한 테스트에 사용되어 일부 구성이 다르지만, 주요 테스트 중 일부는 열 테스트뿐만 아니라 비비행 하드웨어가 장착된 미러 세그먼트를 설치하는 연습을 하고 있다.[3][4]패스파인더는 또한 aft 광학 시스템을 포함한 비행 하드웨어와 함께 시험되었다.[5]경로파인더의 목표와 용도 중 하나는 JWST 프로그램의 위험 감소다.[6]패스파인더는 통합과 시험 절차를 연습할 수 있게 해주었고, 위험 완화를[7][8] 위해 패스파인더를 통해 두 개의 거울을 함께 고정하는 테스트를 할 수 있었고, Aft 광학 시스템으로도 시험을 할 수 있었다.[9]OTE Pathfinder는 JWST 통합 및 시험 계획의 일부였으며, 특히 광학 망원경 요소(일차 미러, 백플레인 등)를 지원했다.[10]

OTE 패스파인더는 2개의 추가 미러 세그먼트인 2차 미러를 사용하며, 다양한 구조물을 조립하여 지상 지원 장비를 비롯한 섹션의 다양한 측면을 시험할 수 있다.[1]이는 나중에 JWST 자체에서 사용되는 GSE를 지원하며 미러 통합 테스트를 가능하게 한다.[1]OTE 패스파인더는 전체 망원경에 비해 18개의 세포가 아닌 12개의 세포를 가지고 있지만, 백플레인 구조의 테스트를 포함하고 있다.[11]패스파인더는 비비행 미러와 비비행 백플레인이 있는 미러 세그먼트 설치 연습을 할 수 있었다.[2]거울 설치는 고정밀도가 높아 연습이 필요한 작업이다.[4]

Pathfinder 백플레인은 2011년에 완성되었다.[12]OTE Pathfinder에 대해 계획된 3가지 테스트는 광학 접지 지원 장비 1(OCSE1)과 광학 접지 지원 장비 2(OCSE2) 및 열 경로 파인더였다.[13]

경로파인더는 BIA(Beam Image Analyzer)와 함께 사용되었으며, 또 다른 중요한 관련 장치는 AOS Source Plate Assembly(ASPA)이다.[13]ASPA는 광학 시험을 위한 적외선 공급원을 제공한다.[13]

캘리포니아

이 백플리카 백플레인은 캘리포니아 주 레돈도 해변에 있는 NASA의 하청업체 노스럽 그룸만 시설에서 조립되었다.[14]비행 백플레인은 두 개의 날개와 한 개의 중심 부분을 가지고 있는 반면, 패스파인더는 단지 중심 부분만을 가지고 있다.[15]백플레인은 C-5 갤럭시 수송기를 타고 연합기지 앤드류스로, 도로로는 GSC로 수송됐다.[15]이 구간은 이 프로젝트를 위해 고안된 항공로 및 해양용 우주망원경 트랜스포터(STTARS)와 함께 포함되어 있다.[16]이를 통해 JWST 프로젝트의 다양한 시험이나 조립을 위한 항목을 전국으로 운반할 수 있다.[16]

백플레인은 흑연 복합체, 티타늄, 인바로 구성된다.[17]인바르는 열팽창 계수(CTE 또는 α)가 낮은 철 니켈 합금으로 온도 변화 시 크기가 크게 변하지 않는다는 것을 의미한다.[18]백플레인의 중요한 특징 중 하나는 저온에서 열적으로 안정적이라는 점인데, 주미러를 잡고 있기 때문에 -240°C(-400°F)에서 사람의 머리카락(32nm)의 1만분의 1 이하로 크기를 변경해야 한다.[17]백플레인 설계의 또 다른 테스트는 백플레인 구조 시험 조항으로 전체 백플레인 설계의 6분의 1 부분이었다.[17]

메릴랜드 (고다드 우주비행센터)

패스파인더는 2014년에 C-5 은하에서 하역되었다.패스파인더 백플레인은 STTARS라고 불리는 흰색 컨테이너 안에 들어 있다. (이는 공로와 바다를 위한 우주 망원경 트랜스포터를 의미한다)
2014년 클린룸에 조립된 패스파인더

2014년에 그 패스파인더는 캘리포니아에서 메릴랜드로 운송되었다.[4]메릴랜드 주에서는 고다드 우주 비행 센터에서 거울 설치를 연습하는데 사용되었다.[19][4]2014년 7월 메릴랜드의 GSC에 도착했다.[20]패스파인더에는 미러 세그먼트를 설치하여 절차를 연습할 수 있도록 하였다.[21]

Goddard Spaceflight Center에서는 예비 메인 미러 세그먼트 2개와 예비 보조 미러 1개가 패스파인더에 설치되었다.[21]전체 JWST 메인 미러에는 18개의 세그먼트(1차)가 있다.[22]은을 사용하는 것으로 여겨졌으나 400nm 파장까지 반사하는 데 사용되기는 하지만 금은 은보다 내구성이 뛰어나며, JWST는 주로 800nm~29000nm이다.[22]

패스파인더는 거울을 설치한 후 무게가 약 1400kg(3000lb)이나 나갔다.[23]

텍사스 (존슨 우주 센터)

고다드의 메릴랜드에서 작업이 끝난 후, 그 경로파인더는 추운 환경 테스트를 위해 텍사스의 존슨 우주 센터로 옮겨졌다.[4]패스파인더는 2015년 2월 초 JSC에 인도되었다.[5]도착에 대비해 2014년 존슨 스페이스 센터 극저온 시험실에 광학 지상 지원 장비를 설치했다.[6]지상 지지 장비는 JSC의 챔버 A의 OGSE-1에서 시험하였으며, 그 후 Aft 광학 서브시스템과 빔 분석기를 OGSE-2에 설치하여 시험하였다.[24]1차 시험은 2015년 6월까지, 2차 시험은 2015년 11월까지 완료되었다.[25]세 번째 주요 테스트는 열경로파인더라고 불리며, 경로파인더에 훨씬 더 많은 수정을 가한다.[25]광학 시험 동안 거울은 "파형"되거나, 영하 수백도의 온도에서 사람의 머리카락 굵기의 수천 배보다 작은 빛의 파장 이하의 거리에 맞춰 정렬되어야 했다.[26]

연습은 완벽을 만든다.세계 최대 극저온 실험실에서 사상 최대 규모의 극저온 망원경을 처음으로 시험하는 만큼, 망원경의 성능에 집중할 수 있도록 시험장비 사용 경험이 필요하다.

— Webb telescope Observatory Project Scientist[25]

2015년 10월말까지 JWST와의 2차 시험이 완료되었다.[27]Aft 광학시스템 비행기는 패스파인더로 시험했으며, 2015년 5월 시험용으로 납품됐다.[5]aft 광학 시스템은 비행 망원경의 광학 망원경 요소의 일부분이다.

2016년, 패스파인더는 텍사스 존슨 우주 센터의 패스파인더 열 테스트에 사용되었다.[3]이때 두 개의 예비 비행 등급 베릴륨 미러(금코팅 1개)와 열 시뮬레이터 역할을 하는 비행 금코팅 알루미늄 시험 세그먼트 10개가 있었다.[3]2016년 패스파인더는 실제 JWST도 2017년에 겪을 계획이었던 열과 진공 테스트를 받았다.[28]테스트 챔버는 원래 아폴로 프로그램 하드웨어를 테스트하기 위해 지어졌지만 JWST 프로그램에서 테스트를 위해 리퍼브되었다.[28]열 테스트는 열 흐름을 연구할 수 있는 냉각 시간 라인에서 유사한 하드웨어를 사용할 것이다.[29]비행 JWST 1차 미러는 작동을 위해 55K(-218°C, -361°F)까지 냉각되도록 설계되었으며, 경로파인더에 대한 열 시험이 이 목표를 지지한다.[29]거울을 위한 열 시뮬레이터는 물론 단열재도 포함해 열 테스트를 위해 경로파인더를 수정해야 했다.[29]또한 Aft 광학 서브시스템 지오메트리 시뮬레이터와 ISIM 전자 컴파트먼트 시뮬레이터도 있다.[29]이 열 테스트는 또한 우주 차량 열 시뮬레이터(SVTS)와 심층 공간 가장자리 방사선 싱크(DSRS)도 보여준다.[29]

구성 요소들

테스트 베드의 거울 부분 두 개, 하나는 금으로 코팅된 부분.

시험 기사로써 정확한 구성은 다양한 시험을 거치면서 어느 정도 달라졌다.

구성 요소:[19]

  • 백플레인 테스트 버전(전체 크기 엔지니어링 모델)[30]
  • 2개의 여분의 베릴륨 미러 세그먼트
  • 스페어 보조 미러
  • 금코팅 알루미늄 열 시뮬레이터 세그먼트 10개[3]

참고 항목

참조

  1. ^ a b c Feinberg, Lee D.; Keski-Kuha, Ritva; Atkinson, Charlie; Booth, Andrew; Whitman, Tony (2014). "James Webb Space Telescope (JWST) Optical Telescope Element (OTE) Pathfinder status and plans". In Oschmann, Jacobus M; Clampin, Mark; Fazio, Giovanni G; MacEwen, Howard A (eds.). Space Telescopes and Instrumentation 2014: Optical, Infrared, and Millimeter Wave. Vol. 9143. pp. 91430E. doi:10.1117/12.2054782. S2CID 121581750. Retrieved 5 December 2016.
  2. ^ a b Jenner, Lynn (12 August 2014). "James Webb Space Telescope "Pathfinder" Backplane's Path to NASA". NASA. Retrieved 6 February 2017.
  3. ^ a b c d Loff, Sarah (29 September 2016). "Testing the James Webb Space Telescope Pathfinder". NASA. Retrieved 27 January 2017.
  4. ^ a b c d e Jenner, Lynn (12 August 2014). "James Webb Space Telescope "Pathfinder" Backplane's Path to NASA". NASA. Retrieved 27 January 2017.
  5. ^ a b c "Recent Accomplishments JWST/NASA". NASA. Retrieved 6 February 2017.
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  8. ^ Feinberg, Lee D.; Keski-Kuha, Ritva; Atkinson, Charlie; Texter, Scott C. (11 August 2010). "Use of a pathfinder optical telescope element for James Webb Space Telescope risk mitigation". In Oschmann, Jr, Jacobus M; Clampin, Mark C; MacEwen, Howard A (eds.). Space Telescopes and Instrumentation 2010: Optical, Infrared, and Millimeter Wave. Vol. 7731. SPIE. pp. 1347–1355. doi:10.1117/12.855800. hdl:2060/20100024388. S2CID 120930911 – via www.spiedigitallibrary.org.
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  11. ^ SatMagazine, 2012년 2월:NASA의 제임스 웹 우주 망원경 이야기
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외부 링크