Начинается сборка инструмента для изучения экзопланет
Ученые обнаружили более 5000 экзопланет или планет за пределами нашей Солнечной системы. Поскольку технологии изучения этих миров продолжают развиваться, исследователи, возможно, когда-нибудь смогут искать признаки жизни на экзопланетах, близких по размеру, составу и температуре к Земле. Но для этого им потребуются новые инструменты, подобные тем, которые тестируются на приборе Coronagraph на космическом телескопе NASA Nancy Grace Roman. Научный прибор будет блокировать свет от каждой удаленной звезды, за которой он наблюдает, чтобы ученые могли лучше видеть планеты вокруг звезды, и продемонстрирует технологии, необходимые для изучения потенциально обитаемых планет с помощью будущих миссий.
Команда Coronagraph Instrument уже разработала ультрасовременный прибор и изготовила компоненты. Теперь им нужно собрать части воедино и провести тесты, чтобы убедиться, что они работают должным образом. «Это похоже на то, что все отдельные притоки, наконец, собираются вместе, чтобы сформировать реку», — сказал Джефф Осеас, менеджер по поставке продукции для оптической подсистемы Coronagraph Instrument в Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии. Процесс начался недавно в JPL и продлится больше года. После завершения работы прибор Coronagraph будет отправлен в Центр космических полетов имени Годдарда в Гринбелте, штат Мэриленд, и включен в состав римской обсерватории.
Инженер JPL Гасия Бедросян руководит процессом сборки и тестирования в качестве менеджера по интеграции и тестированию прибора. Она любит говорить, что хотя интеграция и тестирование технически являются последними шагами в создании инструмента, на самом деле они являются частью процесса с самого начала. В 2018 году Бедросян начал работать над набором планов сборки чего-то, что никогда раньше не строилось. Затем она и ее команда провели еще два года, сотрудничая с различными экспертами в предметной области и участниками проекта, чтобы просмотреть и скорректировать план, гарантируя, что все части будут собраны вовремя и в правильном порядке. Процесс будет напоминать хорошо поставленный балет, в котором задействованы мощные краны, лазеры и вакуумные камеры размером с автобус.
По размеру и форме напоминающий детский рояль, инструмент Coronagraph состоит из двух основных секций, которые устанавливаются одна над другой: оптической скамьи и поддона электроники инструмента. Более тонкой из двух является оптическая скамья, которая содержит 64 элемента, таких как зеркала и фильтры, предназначенные для удаления как можно большего количества звездного света без подавления света от планет. Такой подход к поиску и изучению экзопланет называется прямой визуализацией, и ожидается, что он станет лучшим способом изучения атмосфер и особенностей поверхности каменистых миров, подобных Земле. Некоторые оптические компоненты коронографа настолько малы, что едва видны невооруженным глазом.
Поддон, или нижний слой, содержит электронику, которая получает инструкции от римского космического корабля и возвращает научные данные прибора коронограф. Электроника также управляет механическими компонентами на оптической скамье, а также нагревателями приборов. Оптическая скамья будет установлена краном на поддон для электроники. Поскольку два слоя должны быть выровнены друг с другом с точностью до доли миллиметра, команда будет использовать лазеры, чтобы точно расположить их в течение четырех дней.
Команды по интеграции и тестированию часто используют цифровые 3D-модели прибора для составления планов, но ничто не может сравниться с просмотром объекта в реальном пространстве. Вот почему команда коронографа использовала гарнитуру дополненной реальности, которая позволяет пользователям видеть виртуальную проекцию трехмерного объекта и окружающего мира. Гарнитура также используется командой марсохода Curiosity, чтобы увидеть в 3D марсианскую местность, по которой движется марсоход.
«Мы многому научились в ходе этих учений, — сказал Бедросян. «Мы могли получить представление о том, насколько узким будет доступ в определенных точках интеграции, буквально лежа на полу и получив визуальное представление о том, что находится под прибором. Это показало нам, когда было бы полезно поднять весь прибор с помощью крана или если бы нам понадобился специальный инструмент для выполнения нашей работы под таким углом. Это помогло сделать многие наши планы более безопасными и простыми».
После сборки Coronograph Instrument пройдет серию испытаний, в том числе почти месяц динамических испытаний для имитации полета ракеты в космос. Затем его поместят в вакуумную камеру, которая имитирует космическую среду, чтобы проверить, что оборудование остается выровненным и работает правильно. «Очень интересно, наконец, начать собирать все кусочки воедино», — сказал Бедросян. «Это определенно отложенное удовлетворение, потому что мы потратили так много времени на подготовку. Но теперь, когда мы здесь, и члены моей команды говорят о прибытии оборудования, я слышу волнение в их голосах».
