سفر 30 روزه جیمز وب jwst

مدیران انجمن: parse, javad123javad

ارسال پست
نمایه کاربر
rohamjpl

نام: Roham Hesamiرهام حسامی

محل اقامت: City of Leicester Area of Leicestershire LE7

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 1450

سپاس: 3078

جنسیت:

تماس:

سفر 30 روزه جیمز وب jwst

پست توسط rohamjpl »

امروز روز مهمی هست .برای من که عاشق فضا هستم اخه تلسکوپ فضایی جیمز وب با موشک آریان 5 پرتاب خواهد شد.. الان با اجرای خانم اخترشناس «میشل تالر» (Michelle Thaller) آغاز شده است استودیوی پخش زنده‌ی پرتاب تلسکوپ فضایی جیمز وب وب به دور خورشید نزدیک L2 یا نقطه لاگرانژ 2 خواهد چرخید، یک مدار خورشیدی با ثبات گرانشی که 907530.5 مایل از زمین
km1460529.2در سمت مخالف سیاره ما از خورشید فاصله دارد. ۱۵:۵۰ پرتاب وقت تهران
حدود ۹ دقیقه پس از پرتاب: جدایی مرحله‌ی اصلی موشک
حدود ۲۷ دقیقه پس از پرتاب: جدایی مرحله‌ی بالایی موشک
حدود ۳۳ دقیقه پس از پرتاب: باز شدن آرایه‌ی خورشیدیتصویر
واقعا لحظات جذابی هست .آینه اصلی وب 21 فوت و 4 اینچ (6.5 متر) عرض دارد و از 18 بخش آینه شش ضلعی به قطر 4.3 فوت (1.32 متر) تشکیل شده است. وب همچنین دارای یک آینه ثانویه کوچک است که فقط 2.4 فوت (0.74 متر) عرض دارد.
پس از پرتاب، تلسکوپ در سفر 30 روزه و میلیون مایلی خود به نقطه دوم لاگرانژ (L2) مستقر خواهد شد.
در ساعت اول: سفر به فضا، استقرار آرایه خورشیدی . پرتابگر آریان 5 پس از برخاستن صبحگاهی از گویان فرانسه، نیروی رانش را برای تقریباً 26 دقیقه فراهم می کند. لحظاتی پس از قطع موتور مرحله دوم، وب از آریان جدا می‌شود، که باعث می‌شود آرایه خورشیدی در عرض چند دقیقه مستقر شود تا وب بتواند از نور خورشید برق تولید کند و باتری خود را تخلیه نکند. وب به سرعت توانایی خود را برای جهت گیری و "پرواز" در فضا ایجاد می کند.تصویر
در روز اول: تصحیح وسط دوره به L2. آریان وب را در مسیری مستقیم به L2 فرستاده است، بدون اینکه ابتدا به دور زمین بچرخد. در روز اول، ما اولین و مهمترین مانور تصحیح مسیر را با استفاده از موتورهای موشک کوچک روی خود وب اجرا خواهیم کرد. ما همچنین آنتن با بهره بالا را برای فعال کردن بالاترین نرخ های موجود از ارتباطات داده در اولین فرصت عملی، آزاد و مستقر خواهیم کرد.
در هفته اول: استقرار Sunshield. مدت کوتاهی پس از اجرای دومین مانور تصحیح مسیر، دنباله ای از استقرارهای اصلی را شروع خواهیم کرد که با پالت های محافظ آفتاب جلو و عقب شروع می شود. مرحله بعدی جداسازی اتوبوس فضاپیما و تلسکوپ با گسترش برج تلسکوپ بین آنهاست. برج حدود 2 متر امتداد خواهد داشت و لازم است در این نقطه از توالی تا بقیه عملیات استقرار آفتابگیر ادامه یابد. در مرحله بعد، غشاهای محافظ آفتاب برداشته می‌شوند و میدبوم‌های محافظ تلسکوپی گسترش می‌یابند – ابتدا سمت پورت و سپس سمت راست – و غشاها را با خود به بیرون می‌کشند. آخرین مرحله استقرار محافظ آفتاب، کشش غشاها است. در این بین موارد دیگری مانند رادیاتور آزاد و مستقر می شود.
در ماه اول: استقرار تلسکوپ، خنک شدن، روشن کردن ابزار و قرار دادن در مدار L2. در هفته دوم پس از پرتاب، استقرار ساختارهای تلسکوپ را با باز کردن و بستن سه پایه آینه ثانویه و چرخاندن و بستن دو بال آینه اصلی به پایان خواهیم رساند. توجه داشته باشید که تلسکوپ و ابزارهای علمی در سایه آفتاب به سرعت شروع به سرد شدن می‌کنند، اما چندین هفته طول می‌کشد تا تا آخر سرد شوند و به دمای پایدار برسند. این خنک شدن به دقت با نوارهای بخاری برقی با قرار دادن استراتژیک کنترل می شود تا همه چیز با دقت جمع شود و آب محبوس شده در بخش هایی از رصدخانه بتواند به عنوان گاز به خلاء فضا فرار کند و به عنوان یخ روی آینه ها یا آشکارسازها منجمد نشود. عملکرد علمی قفل تمام بخش‌های آینه اولیه و آینه ثانویه را باز می‌کنیم و تأیید می‌کنیم که می‌توانیم آنها را جابجا کنیم. نزدیک پایان ماه اول، آخرین مانور میانی را برای قرار دادن در مدار بهینه حول L2 اجرا خواهیم کرد. در این مدت ما همچنین سیستم های ابزار علمی را تقویت خواهیم کرد. پنج ماه باقیمانده از راه اندازی تماماً در مورد تراز کردن اپتیک و کالیبره کردن ابزارهای علمی خواهد بود.
در ماه دوم، سوم و چهارم: بررسی اولیه اپتیک و تراز تلسکوپ. با استفاده از حسگر هدایت خوب، وب را به سمت یک ستاره درخشان نشانه می‌گیریم و نشان می‌دهیم که رصدخانه می‌تواند اهداف را به دست آورد و روی آن قفل کند، و ما داده‌ها را عمدتاً با NIRCam می‌گیریم. اما از آنجایی که بخش‌های آینه اولیه هنوز هم تراز نشده‌اند تا به‌عنوان یک آینه کار کنند، تا 18 تصویر تحریف‌شده از همان ستاره هدف وجود خواهد داشت. سپس فرآیند طولانی تراز کردن تمام اپتیک های تلسکوپ را آغاز خواهیم کرد، که با شناسایی بخش آینه اولیه با کدام تصویر با حرکت دادن هر بخش در یک زمان شروع می شود و چند ماه بعد با تمام بخش های تراز شده به عنوان یک و ثانویه به پایان می رسد. تراز بهینه آینه خنک کننده عملاً به پایان می رسد و سرمای خنک کننده پایان می یابدشروع به اجرا در پایین ترین دمای خود کند و MIRI نیز می تواند شروع به گرفتن داده های خوب کند.
در ماه پنجم و ششم: کالیبراسیون و تکمیل راه اندازی. ما به دقت تمام حالت‌های عملکرد ابزارهای علمی را در حین مشاهده اهداف معرف کالیبره می‌کنیم و توانایی ردیابی اهداف "متحرک" را که اجرام نزدیک مانند سیارک‌ها، دنباله‌دارها، قمرها و سیارات در منظومه شمسی خودمان هستند، نشان خواهیم داد. . ما «مشاهدات انتشار زودهنگام» را که بلافاصله پس از پایان راه‌اندازی فاش می‌شود، خواهیم ساخت و قابلیت‌های رصدخانه را به نمایش می‌گذارد.
پس از شش ماه: "عملیات علمی!" وب ماموریت علمی خود را آغاز خواهد کرد و شروع به انجام عملیات معمول علمی خواهد کرد.
روز اول: دو ساعت پس از راه اندازی، آنتن با بهره بالا را مستقر خواهیم کرد. دوازده ساعت پس از پرتاب، اولین مانور تصحیح مسیر توسط موتورهای موشک کوچک روی خود Webb انجام خواهد شد.
هفته اول: دومین مانور تصحیح مسیر 2.5 روز پس از پرتاب، اندکی پس از عبور از مسیر ماه انجام خواهد شد. ما توالی استقرار اصلی را درست پس از آن شروع خواهیم کرد. اولین استقرار پالت های محافظ آفتاب جلو و عقب است و به دنبال آن قفل های پرتاب زیرسیستم باقی مانده آزاد می شود. استقرار بعدی تلسکوپی است که در آن تلسکوپ و اتوبوس فضاپیما با گسترش مجموعه برج قابل استقرار حدود 2 متر از یکدیگر فاصله می گیرند. سپس استقرار کامل محافظ آفتاب با باز شدن و کشش غشاها می تواند آغاز شود. در 6 روز آینه ثانویه و به دنبال آن بال های جانبی آینه اولیه را مستقر می کنیم.
ماه اول: همانطور که تلسکوپ در سایه آفتاب مستقر شده خنک می شود، الکترونیک گرم را روشن می کنیم و نرم افزار پرواز را مقداردهی اولیه می کنیم. در پایان ماه اول، تصحیح میانی را انجام خواهیم داد که تضمین می کند وب به مدار نهایی خود در اطراف L2 می رسد. اگرچه تلسکوپ تقریباً دمای عملیاتی خود را خنک می کند، ماژول ابزار علمی یکپارچه (ISIM) با بخاری های الکتریکی گرم می شود تا از تراکم بر روی ابزار جلوگیری شود زیرا آب باقیمانده در مواد تشکیل دهنده رصدخانه به خلاء فضا می گریزد.
ماه دوم: در 33 روز پس از راه‌اندازی، حسگر راهنمای خوب، سپس NIRCam و NIRSpec را روشن و کار می‌کنیم. اولین تصویر NIRCam از یک میدان ستاره ای شلوغ خواهد بود تا مطمئن شود که نور از طریق تلسکوپ به ابزار می رسد. از آنجایی که بخش های آینه اولیه هنوز هم تراز نیستند، تصویر همچنان خارج از فوکوس خواهد بود. در 44 روز پس از پرتاب، فرآیند تنظیم بخش‌های آینه اولیه را آغاز می‌کنیم، ابتدا هر بخش آینه را با تصویر ستاره‌ای در دوربین شناسایی می‌کنیم. ما همچنین آینه ثانویه را متمرکز خواهیم کرد.
ماه سوم: از 60 تا 90 روز پس از پرتاب، بخش های آینه اولیه را به گونه ای تراز می کنیم که بتوانند به عنوان یک سطح نوری واحد با هم کار کنند. ما همچنین MIRI را روشن و کار می کنیم. تا پایان ماه سوم می توانیم اولین تصاویر با کیفیت علمی را بگیریم. همچنین تا این زمان، وب مدار اولیه خود را در اطراف L2 تکمیل خواهد کرد.
ماه چهارم تا ششم: در حدود 85 روز پس از پرتاب، ما بهینه سازی تصویر تلسکوپ را در NIRCam کامل خواهیم کرد. طی یک ماه و نیم آینده تصویر را برای سایر سازها بهینه خواهیم کرد. ما تمام قابلیت‌های ابزار را با مشاهده اهداف علمی معرف آزمایش و کالیبره می‌کنیم.
پس از 6 ماه: وب ماموریت علمی خود را آغاز خواهد کرد و شروع به انجام عملیات معمول علمی خواهد کرد.تصویرتصویر
خوب، ممکن است بگویید، چرا JWST را به مدار زمین پرتاب نکنیم؟ ما در آنجا ابزار علمی داریم. چرا ما به دردسر می افتیم که چیزهای زیادی را در L2 قرار دهیم؟ به نظر می رسد که زباله های بالای مدار پایین زمین (LEO) برای اپتیک های حساس تلسکوپ بسیار خطرناک هستند. بهترین ابزارها اغلب ظریف‌ترین ابزارها هستند و اگر JWST واقعاً در مدار زمین، در LEO یا جاهای دیگر در حال چرخش باشد، آسیب می‌بیند.تلسکوپ فضایی جیمز وب 2 طبقه به اندازه زمین تنیس در فضایی با عرض کمتر از 18 فوت جمع شده است.
۲۹ روز حیاتی وب با برخاستن از زمین آغاز می‌شود. در ابتا و پس از ۲۰۶ ثانیه پرواز، در ارتفاع حدود ۱۲۰ کیلومتری از جو، دو نیمه‌ی کلاهک موشک که هنگام صعود از مجموعه‌ی رصدخانه‌ی فضایی محافظت می‌کنند، توسط یک سیستم آتش‌افکن و فنر از هم جدا می‌شوند و جیمز وب را در معرض فضا قرار می‌دهند.
تیم‌های مأموریت انتظار دارند در مدت کوتاهی پس از این جدایش، سیگنال ارتباطی از تلسکوپ وب دریافت کنند. سپس تلسکوپ تقریبا ۲۸ دقیقه پس از پرتاب از پرتابگر جدا می‌شود و از این لحظه به بعد، تیم زمینی در مؤسسه‌ی علمی تلسکوپ فضایی که در بالتیمور مستقر است، کنترل کامل آن را در دست خواهد داشت تا پیچیده‌ترین توالی استقرار را که تا کنون در فضا انجام شده است، آغاز کند.
نخستین گام استقرار وب، باز کردن آرایه‌ی خورشیدی آن است که بین ۳۱ تا ۳۳ دقیقه پس از برخاست انجام می‌شود تا با توان تقریبا ۲ کیلووات، از تخلیه‌ی بیشتر باتری داخلی جلوگیری کند. همچنین برای فعال کردن ارتباط با بالاترین نرخ داده با زمین از طریق شبکه‌ی فضای دوردست ناسا (DSN)، پلتفرم آنتن متوسط و با بهره‌ی بالا، طی دو ساعت باز می‌شود.جداسازی مرحله فوقانی JWST
سپس این ماموریت از انرژی باتری به تولید برق خود با استقرار خودکار یک آرایه خورشیدی 20 فوتی تغییر خواهد کرد. در حالی که وب تنها از 1 کیلووات برق استفاده می کند، آرایه خورشیدی قادر است تقریباً دو برابر آن را تولید کند تا به دلیل فرسودگی محیط بدفضایی باشد.
استقرار آرایه خورشیدی JWST
روز اول، 134000 مایل از زمین
دو ساعت پس از راه اندازی، پلت فرم آنتن با آنتن های با بهره متوسط ​​و بالا مستقر می شود. این مسیری را برای برقراری ارتباط بلادرنگ با کنترل‌کننده‌های پرواز و مسیری برای پایین آوردن حداقل 57.2 گیگابایت از داده‌های علمی ثبت شده در هر روز باز می‌کند.با حداکثر سرعت داده 28 مگابیت بر ثانیه.
پرتو ارسال شده توسط آنتن با بهره بالا فقط چند اینچ شروع می شود، اما پس از طی آن میلیون ها مایل، به اندازه خود زمین خواهد بود.استقرار آنتن JWST
۱۲ ساعت و نیم پس از پرتاب، جیمز وب پیشرانه‌های خود را روشن می‌کند و برای نخستین بار چندین اصلاح حیاتی مسیر را انجام می‌دهد تا رصدخانه را به سمت مقصد نهایی خود در مدار هدایت کند. این رصدخانه تقریبا دو روز و نیم پس از پرتاب از ماه خواهد گذشت و این حتی سریع‌تر از زمانی است که فضانوردان آپولو به مدار ماه رسیده بودند.
نخستین استقرار بزرگ وب، گسترش قاب محافظ آن است که «ساختار پالت یکپارچه» ( Unitized Pallet Structure) نام دارد و تقریبا سه روز پس از پرتاب به سمت پایین تا می‌شود و فضای کافی را برای ادامه‌ی گسترش رصدخانه، باز می‌کند. این نشان‌دهنده‌ی آغاز همه‌ی استقرارهای اصلی است و تقریبا ۵ ساعت طول خواهد کشید تا پالت‌های جلو و عقب به‌طور کامل جمع شوند.
چهار روز پس از پرتاب، یک برج تاشو گسترش خواهد یافت تا آینه‌ها و ابزار تلسکوپ را از مجموعه‌ی فضاپیما جدا کند. این جداسازی به شکل مؤثری تلسکوپ را از ارتعاشات و گرمای هدایت شده از بستر فضاپیما جدا می‌کند. چنین گسترشی همچنین به بقیه‌ی اجزای بزرگ‌تر تاشو، مانند آفتابگیر و آینه‌ی اصلی امکان می‌دهد تا فضای کافی برای ادامه‌ی حرکات پیچیده‌ی خود داشته باشند.
در ادامه استقرار سایه‌بان محافظ آفتاب که یکی از بزرگ‌ترین فرآیند‌های لازم است، تقریبا ۵ روز پس از پرتاب به‌طور رسمی آغاز می‌شود. این فرآیند شامل باز شدن یک آرایه‌ی آفتابگیر پیچیده به اندازه‌ی زمین تنیس است که دارای ۱۴۰ سازوکار آزادسازی، مجموعه‌ی ۷۰ لولا، ۴۰۰ قرقره، ۹۰ کابل و ۸ موتور استقرار به همراه فنرها و چرخ‌دنده‌ها است.
در این مرحله پوشش‌های مخصوصی که از این آفتابگیر در هنگام سفر به فضا محافظت می‌کنند، برداشته می‌شوند. گام بعدی یک نقطه‌ی حساس مأموریت خواهد بود. زمانی که همه‌ی ۱۰۷ پین گسترش آفتابگیر پنج لایه که در جای خود قفل شده‌اند، از جای خود خارج شوند و اتصال‌ها را آزاد کنند.
پس از اینکه همه‌ی پین‌های محافظ آفتابگیر با موفقیت برداشته شدند، دو بال که به‌عنوان بوم‌های میانی شناخته می‌شوند، گسترش می‌یابند تا هر یک از لایه‌های محافظ آفتابگیر را تقریبا یک روز بعد به شکل نهایی الماس-مانند خود مستقر کنند.
پس از استقرار کامل، هر یک از پنج لایه با استفاده از قراره‌ها و سیستم‌های موتوری خاص تنش و جدا می‌شوند. انتظار می‌رود که استقرار و گسترش آفتابگیر بین هشت ۸ تا ۹ روز پس از بلند شدن به پایان برسد اما در صورت بروز هر گونه مشکل پیش‌بینی نشده، می‌توان سرعت آن را کاهش داد.
با انجام کشش و گسترش آفتابگیر، یک رادیاتور ویژه در پشت آینه‌ی اولیه مستقر می‌شود تا به خنک شدن ابزار علمی کمک کند. در ادامه، ابزار نوری وب و چشم جدید ناسا به کیهان باز می‌شود. استقرار تلسکوپ با باز کردن و قرارگیری پایه‌ی نگهدارنده‌ی آینه‌ی ثانویه در محل خود آغاز می‌شد و انتظار می‌رود که این مرحله ۲ ساعت بعد از روز دهم پرتاب، کامل شود.
آینه‌ی ثانویه یکی از مهم‌ترین تجهیزات تلسکوپ است که برای موفقیت مأموریت ضروری است. این آینه‌ی دایره‌ای کوچک‌تر از آینه‌ی اصلی است که نقش مهمی در جمع‌آوری نور از ۱۸ آینه‌ی اصلی وب در یک پرتو متمرکز دارد.
استقرار آینه‌ی اولیه هم قرار است در روز دوازدهم آغاز شود، با شروع از پنل‌های کناری آینه که هر کدام سه بخش آینه را در خود جای می‌دهند قرارگیری آن‌ها که شامل بیرون آمدن و محکم شدن در جای خود است، حدود ۳ ساعت طول می‌کشد. در ۱۳ روز بعدی هم انتظار می‌رود که استقرار بزرگ-مقیاس وب انجام شود و قفل شدن بال‌های آینه‌های اصلی، شکوه کامل تلسکوپ را نمایان کند.
روز سوم، 282000 مایل از زمین
کنترل‌کننده‌های زمینی روز بعد را از طریق یک سری بررسی‌ها صرف می‌کنند تا مطمئن شوند همه چیز برای مجموعه‌ای از نزدیک به 40 استقرار آماده است. اما ابتدا بخاری‌ها را روشن می‌کنند تا مطمئن شوند که موتورها، چفت‌ها، فنرها و قرقره‌هایی که در هفته‌های آینده به باز شدن تلسکوپ ادامه می‌دهند، مطابق طراحی کار خواهند کرد.
مؤلفه بعدی که قرار است مستقر شود، ساختار پالت متحد (UPS) حاوی محافظ خورشید است که گرما و نویز الکترومغناطیسی زمین و خورشید را مسدود می کند و محیط سرد، تاریک و ساکتی را که تلسکوپ برای انجام کار خود به آن نیاز دارد، فراهم می کند.
روز چهارماستقرار پالت آفتابگیر JWST]
سپس، یک موتور برج را که آینه‌ها و ابزار تلسکوپ‌ها در آن نصب شده‌اند بالا می‌برد تا فضای کافی برای استقرار آفتاب‌گیر فراهم شود. این همچنین فاصله بیشتری بین آن ابزار حساس و بقیه فضاپیما ایجاد می کند.تصویر
استقرار برج JWST
روز پنجم، 381000 مایل از زمین
در نیمه اول روز پنجم، روکش هایی که از لایه های نازک آفتاب محافظت کرده اند، به عقب برمی گردند. سپس آفتاب‌گیر به اندازه زمین تنیس با دقت شروع به استقرار می‌کند، زیرا بوم‌های دو طرف 5 لایه لایه پلیمری کاپتون را در بر می‌گیرد که هر کدام بیش از 1000 برابر نازک‌تر از موی انسان است.
مواد محافظ آفتاب به طرز شگفت آوری قوی است. اگر و زمانی که لایه ها توسط ریز شهاب سنگ ها مورد اصابت قرار می گیرند، مواد به گونه ای طراحی شده اند که بیشتر پاره نشوند.
استقرار آفتابگیر JWST در اواسط بوم
روز ششم، 421250 مایل از زمین
در طی دو روز آینده، هر لایه کشیده شده و جدا می شود. فضای تقریباً خلاء بین لایه‌ها، عایق مورد نیاز برای عملکرد ابزار تلسکوپ را به خوبی فراهم می‌کند. "سمت داغ" محافظ آفتاب 185 درجه فارنهایت برشته خواهد بود در حالی که سمت سرد زیر -388 درجه فارنهایت باقی می ماند.
کشش آفتابگیر JWST
در این مرحله، آفتابگیر کاملاً مستقر می‌تواند به عنوان یک بادبان غول پیکر نیز عمل کند. برای کمک به جلوگیری از منفجر شدن ماموریت از مسیر، فلپ ویژه ای برای مقابله با اثرات باد خورشیدی مستقر شده است.
استقرار فلپ مومنتوم JWST
این تلسکوپ برای سه روز دیگر حرکت خواهد کرد و هر چه بیشتر خنک می شود.
آن سمت سرد -388 درجه فارنهایت به اندازه کافی پایین است که برخی از ابزارهای تلسکوپ بتوانند کار خود را انجام دهند. یک کرایوکولر در روز نهم راه اندازی می شود تا ابزار مادون قرمز میانی (MIRI) را به چند درجه بالاتر از صفر مطلق که برای شناسایی بقایای ضعیف انفجار بزرگ، زمانی که عملیات علمی حدود شش ماه پس از پرتاب آغاز می شود، پایین بیاورد.
روز یازدهم، 592000 مایل از زمین
هنگامی که آینه ثانویه به موقعیت عملیاتی خود در مقابل آینه اولیه منتقل می شود، تلسکوپ شروع به شکل گیری می کند. این آینه ثانویه 29 اینچی، تقریباً به اندازه سپر کاپیتان آمریکا، نور جمع آوری شده توسط آینه اصلی را به ابزارهای پشت آینه اصلی منعکس می کند.
استقرار آینه ثانویه JWST
روز دوازدهم، 622000 مایل از زمینتصویر
استقرار آینه‌ی اولیه هم قرار است در روز دوازدهم آغاز شود، با شروع از پنل‌های کناری آینه که هر کدام سه بخش آینه را در خود جای می‌دهند قرارگیری آن‌ها که شامل بیرون آمدن و محکم شدن در جای خود است، حدود ۳ ساعت طول می‌کشد. در ۱۳ روز بعدی هم انتظار می‌رود که استقرار بزرگ-مقیاس وب انجام شود و قفل شدن بال‌های آینه‌های اصلی، شکوه کامل تلسکوپ را نمایان کند.
پس از بسته شدن بال‌های آینه، یک فرآیند ۱۰ روزه و چند مرحله‌ای برای خارج کردن همه‌ی ۱۸ بخش اصلی آینه از پیکربندی حالت پرتاب، آغاز می‌شود و در روز ۲۵ به پایان می‌رسد. سپس برای تنظیم دقیق آینه‌ها، ۱۲۶ محرک بسیار دقیق در پشت آن‌ها، هر آینه را به شکلی ماهرانه شیبدار می‌کند. فرآیندی که ماه‌ها طول می‌کشد.
سطح کل آینه ها حدود 270 فوت مربع است. وزن آنها حدود 1500 پوند است، اما پوشش نازک (100 نانومتری) طلا تنها 48 گرم (در حدود وزن یک توپ گلف) را تشکیل می دهد. طلا به دلیل خاصیت بازتابی بسیار بالا، به ویژه با نور مادون قرمز انتخاب شد.
استقرار بال آینه اولیه JWST
ماه 1، 1 میلیون مایل از زمین
در صورت نیاز، اصلاحی در میانه مسیر در روز 29 در طرح تعبیه می شود تا وب را در موقعیت عملیاتی نهایی خود قرار دهد، در مدار L2 یا نقطه لاگرانژ 2، به نام جوزف-لوئیس لاگرانژ که به یافتن این نقاط تعادل گرانشی کمک کرد. بین خورشید، زمین و ماه
در روز بیست‌ونهم، تلسکوپ وب بار دیگر پیشرانه‌های خود را روشن می‌کند تا خود را در مدار تعیین شده، دومین نقطه‌ی لاگرانژ یا L2، که حدود ۱٫۵ میلیون کیلومتر دورتر از زمین است قرار دهد و رسما دشوارترین و پیچیده‌ترین توالی استقرار را که تا کنون در فضا انجام شده است، به پایان برساند.تصویر
در انتها با اریان 5 اشنا بشید که کریر و لانچر جیمز وب هست .
برای حمل محموله خود به مدار، آریان 5 از دو کامپوزیت تشکیل شده است که پشت سر هم عمل می کنند.کامپوزیت پایین
کامپوزیت پایینی شامل:
دو بوستر موشک جامد EAP هر کدام 31.6 متر ارتفاع و 3 متر قطر، با جرم خالی 37 تن به اضافه 240 تن سوخت جامد. آنها 7000 کیلونیوتن (700 تن) نیروی رانش را در خلاء ارائه می دهند که کمی بیش از 90 درصد از کل نیروی رانش پرتابگر در زمان بلند شدن است. پس از سوختن به مدت 2 دقیقه و 10 ثانیه، EAP ها از مرحله اصلی در 60 کیلومتری بالای اقیانوس اطلس جدا می شوند.
یک مرحله هسته برودتی EPC، که پیشرانه های برودتی را با ترکیب هیدروژن و اکسیژن مایع می سوزاند. با ارتفاع 30 متر، وزن خالی آن 12.5 تن است و 174 تن پیشرانه حمل می کند: 149 تن اکسیژن مایع در بالا و 25 تن هیدروژن مایع در پایین. به مدت 9 دقیقه کار می کند، قبل از جدا شدن از طبقه فوقانی در ارتفاع حدود 145 کیلومتری. موتور Vulcain آن که توسط Snecma Moteurs طراحی شده است، 1650 کیلوگرم وزن دارد و 20 برابر نیروی رانش بیشتری نسبت به Ariane 4 ارائه می کند. Vulcain 2 یک نسخه ارتقا یافته از این موتور است که برای Ariane 5 ECA طراحی شده است و افزایش عملکرد 20 درصدی را برای ارائه 1390 کیلونیوتن (139 تن) رانش در خلاء فراهم می کند.
کامپوزیت بالایی
کامپوزیت فوقانی در حدود 145 کیلومتر از مرحله هسته جدا می شود تا سرعت مورد نیاز برای تزریق محموله را به مدار انتقال زمین ثابت (GTO) منتقل کند. این تنها مرحله ای را شامل می شود که در هنگام بلند شدن مشتعل نمی شود. نوع مرحله بستگی به نوع پرتابگر دارد.
محفظه تجهیزات وسیله نقلیه (VEB): این مغز الکترونیکی پرتابگر است که حاوی تمام دستورالعمل های لازم برای پرواز است. در صورت نیاز موقعیت پرتابگر را کنترل و تصحیح می کند، دستور قطع موتور، جداسازی مرحله و غیره را می دهد. VEB ابزارهای تله متری را در خود جای داده است که بیش از 1500 پارامتر را بررسی می کنند، از جمله فرستنده ها و آنتن هایی که سیگنال ها را به و از ایستگاه های ردیابی روی زمین ارسال و دریافت می کنند. همچنین جایی است که فیرینگ و ساختار بلبرینگ SYLDA - یا SPELTRA در نسخه‌های قبلی - متصل می‌شوند.Webb به صورت تا شده در داخل فیرینگ ساخته شده توسط RUAG Space در Emmen، سوئیس قرار می گیرد. این فیرینگ به شکل عاج در بالای آریان 5 5.4 متر قطر و بیش از 17 متر ارتفاع دارد. این ساختار که از کامپوزیت فیبر کربن-پلیمر ساخته شده است، از وب در برابر تنش های حرارتی، آکوستیک و آیرودینامیکی در هنگام بلند شدن در هنگام صعود به فضا محافظت می کند.
مرحله بالایی
برای Ariane 5 ECA، مرحله فوقانی برودتی ESC: موتور HM-7B یک نسخه ارتقا یافته از موتور HM-7 است که از زمان Ariane 1، مراحل بالایی هر پرتابگر سری را تامین می کند. این موتور توسط Ariane 5 Plus توسعه یافته است. برنامه تکامل برای نوع جدید ECA پرتابگر. مانند موتور Vulcain 2 مرحله اصلی، هیدروژن و اکسیژن مایع را می سوزاند. تا 15 دقیقه و 45 ثانیه کار می کند و 67 کیلو نیوتن (6.7 تن) رانش را در خلاء ایجاد می کند.
برای انواع ژنریک و ES آریان 5، مرحله پیشران قابل ذخیره EPS: موتور Aestus که برای آریان 5 ساخته شده است، مخلوطی از مونو متیل هیدرازین مایع و پراکسید نیتروژن را سوزاند. این موشک بسیار کمتر از HM-7B بود و نیروی رانش 29 کیلونیوتن (2.9 تن) را در خلاء وارد می کرد، اما قابل احتراق بود و بنابراین می توانست ماهواره ها را قبل از سقوط به زمین به مدارهای مختلف تزریق کند.
ESC-Aمرحله فوقانی برودتی ESC-A و موتور HM-7B آن برای Ariane 5 ECA. بخش فیلم و عکس 2006 ESA/CNES/Arianespace/CSG
مرحله هسته برودتی که توسط آریان گروپ در فرانسه ساخته شده است، 5.4 متر قطر و 30.5 متر طول و بدون سوخت بیش از 14 تن وزن دارد. موتور Vulcain 2 در هنگام بلند شدن، 175 تن اکسیژن مایع و پیشرانه هیدروژن مایع را می سوزاند تا 140 تن نیروی رانش ایجاد کند. همچنین کنترل رول را در مرحله پیشرانه اصلی فراهم می کند.
ظرفیت ترابری
ساختار یاتاقان: هنگامی که چندین ماهواره بر فراز آریان 5 جفت می شوند، هر کدام تا زمان رسیدن به مدار توسط سازه های یاتاقان ویژه در جای خود نگه داشته می شوند.
اولین چنین ساختاری ساختار SPELTRA (Structure Porteuse Externe pour Lancements Triples Ariane) ساختار یاتاقان خارجی چند پرتابی بود که برای سه پرتاب اول Ariane 5 مورد استفاده قرار گرفت. این سازه بین VEB و فیرینگ قرار داشت و دارای یک ماهواره و یک فیرینگ کوتاه بود. از ماهواره در اسکله بالایی محافظت کنید.
ساختار یاتاقانی که در حال حاضر استفاده می‌شود، نسخه سبک‌تری به نام SYLDA (SYstème de Lancement Double Ariane) است که برای پرتاب‌های دوگانه طراحی شده است: یکی از ماهواره‌ها در بالا و دیگری در داخل قرار می‌گیرد، و هر دو کاملاً تا VEB توسط یک فیرینگ طولانی پوشانده شده‌اند. طول ساختار SYLDA 4.6 متر و ارتفاع آن 4.9 تا 7.0 متر است که بستگی به اندازه بار دارد. ماهواره های خود را با استفاده از برش های آتش سوزی و فنرها رها می کند تا آنها را در جهتی کاملاً موازی با مسیر حرکت کند.
برای مأموریت های خاص، ساختار ASAP (سازه آریان برای بارهای کمکی) می تواند برای حمل حداکثر هشت ریزماهواره استفاده شود. هنگام پرتاب ماهواره های اروپایی گالیله، Ariane 5 ES از نوع دیگری از توزیع کننده استفاده کرد که می تواند چهار ماهواره را در خود جای دهد.
فیرینگ: فیرینگ آریان 5 ساخته شده استاز دو نیم پوسته نقش آن محافظت از محموله ها در هنگام صعود از طریق جو و آئرودینامیک تر کردن پرتابگر است. نسخه کوتاه آن 5.4 متر قطر و 12 متر ارتفاع دارد و نسخه بلند آن 17 متر ارتفاع دارد. ساختار آن یک کامپوزیت ساندویچی با یک هسته لانه زنبوری آلومینیومی است که توسط دو پوست کربن پوشانده شده است.
سیلندر بالابر ACY امکان قرار دادن محموله های بزرگتر (حداکثر 1.5+ متر) را فراهم می کند.
سه دقیقه پس از پرواز، در ارتفاع حدود 120 کیلومتری، جو بسیار کمتر متراکم است و فیرینگ را می توان در اسرع وقت پرتاب کرد تا سطح بالایی را بیش از 2 تن سبک کند: دو نیم پوسته از هم جدا می شوند. توسط یک سیستم آتش سوزی دوگانه و سپس از مسیر پرتابگر دور شدتلسکوپ فضایی جیمز وب قرار است در سال 2018 بر روی یک Ariane 5 ECA پرتاب شود. این تقویت کننده ظرفیت بار تا GTO 10800 کیلوگرم را دارد. به خاطر داشته باشید که JWST به GTO نمی رود بلکه به L2 می رود. هرچه بیشتر باید پیش بروید، جرم کمتری می توانید ارسال کنید زیرا به Delta-V بیشتری نیاز دارید. وزن پرتاب JWST 6500 کیلوگرم است. استفاده از ارقام GTO به عنوان پراکسی برای قابلیت بالابر، زیرا هیچ تقویت کننده ای ارقام بار L2 را منتشر نمی کند.
نوع فول تراست فالکون 9 کاملاً قدرت Ariane 5 ECA را ندارد و فقط می تواند 8300 کیلوگرم را به GTO برساند. شاید برای رسیدن به L2 کافی باشد. به معنای واقعی کلمه به یک دانشمند موشکی نیاز است تا تأیید کند که آیا نوع FT به اندازه کافی دلتا-V در یک مسیر محافظه کارانه تر برای رساندن JWST به L2 دارد یا خیر.
از سوی دیگر، فالکون هوی دارای دلتا-وی برای سوزاندن است. وزن پیش بینی شده برای GTO بیش از 22000 کیلوگرم است. دو برابر قابلیت Ariane 5 ECA. فالکون هوی می‌تواند JWST را همراه با یک مرحله دیگر راه‌اندازی کند تا آن را سریع‌تر به L2 برساند و در زمان رسیدن به آن، قابلیت ترمز یا مانور بیشتری به آن بدهد.
اما نه فالکون 9 اف تی و نه هوی (هنوز پرواز نکرده) در زمان طراحی JWST وجود نداشتند. آریان 5 سنگین ترین گزینه غربی موجود در آن زمان بود. دلتا IV، یکی دیگر از رقبا، تا سال 2004 با نوع Heavy خود پرواز نکرد. دلتا IV هوی همچنین در صورت نیاز قادر به پرواز با JWST خواهد بود. پیکربندی Atlas V 551 در همان لیگ Falcon 9 FT به GTO است و ممکن است بتواند با JWST نیز پرواز کند. همه این راکت ها از یک فیرینگ 5.4 متری پشتیبانی می کنند، بنابراین هر یک از آنها در تئوری قادر به پرواز با JWST هستند.
..I hope I help you understand the question. Roham Hesami smile072 smile261 smile260 رهام حسامی ترم پنجم مهندسی هوافضا
آخرین ویرایش توسط rohamjpl سه‌شنبه ۱۴۰۰/۱۱/۵ - ۰۷:۵۰, ویرایش شده کلا 1 بار
تصویر

نمایه کاربر
rohamjpl

نام: Roham Hesamiرهام حسامی

محل اقامت: City of Leicester Area of Leicestershire LE7

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 1450

سپاس: 3078

جنسیت:

تماس:

Re: سفر 30 روزه جیمز وب jwst

پست توسط rohamjpl »

امروز جیمز وب به مقصدش میرسه حدود 4000 کیلومتر مونده با سرعت حدود 0.202 متر بر ثانیه تصویر
اما بحث من به جانشین اون هست موقعی LUVOIR نقشه بردار بزرگ مادون قرمز نوری فرابنفش به واقعیت تبدیل شود، نقشه‌بردار بزرگ UV/Optical/IR (LUVOIR) مفهومی برای یک رصدخانه فضایی با توانایی بالا و چند طول موج با اهداف علمی بلندپروازانه است. ... LUVOIR همچنین هدف اصلی توصیف طیف گسترده ای از سیارات فراخورشیدی، از جمله سیاراتی که ممکن است قابل سکونت باشند - یا حتی قابل سکونت هستند، دارد. . بر روی چنین جهان‌های کوچک و سنگی زوم می‌کند و به دانشمندان می‌گوید که چه نسبتی از سیارات سطحی زمین‌مانند واقعاً شبیه زمین هستند، با آب‌های سطحی، جو و موجودات در حال رشد.قطر آینه تلسکوپ فضایی LUVOIR ۵۰ فوت (بیش از ۱۵ متر ) است. انتظار می‌رود این تلسکوپ همه کاره در دهه ۲۰۳۰ به فضا پرتاب شود با SLS Block 2 (مطرح شده ), . (تلسکوپ مادون قرمز نوری UV بزرگ) مفهومی برای یک رصدخانه بزرگ چند طول موجی و قابل استفاده به دنبال میراث تلسکوپ فضایی هابل است. با توجه به طراحی برنامه ریزی شده بلندپروازانه اش، اهداف علمی آن امکان پیشرفت های دگرگون کننده را در طیف وسیعی از اخترفیزیک فراهم می کند. با تاریخ پیشنهادی پرتاب در اواسط دهه 2030، این رصدخانه شامل ابزارهای پیشرفته قابل ارتقا است و در نقطه L2 زمین-خورشید قرار دارد. طیف وسیعی از قابلیت‌های LUVOIR، از جمله طیف وسیع طول موج UV-NIR، به آن اجازه می‌دهد تا پدیده‌هایی را که هنوز کشف نشده‌اند، مطالعه کند و به سؤالاتی که هنوز نمی‌دانیم بپرسیم، پاسخ دهد. بخش بزرگی از برنامه LUVOIR از طریق یک برنامه مشاهده کلی به روی جامعه باز می شود. تیم مطالعه LUVOIR دو معماری را در نظر گرفته است، یکی با یک آینه 15 متری (معماری A) و دیگری با یک آینه 8 متری (معماری B). معماری A برای پرتاب در سیستم پرتاب فضایی برنامه ریزی شده ناسا (SLS) طراحی شده است، در حالی که معماری B برای پرتاب بر روی یک وسیله نقلیه سنگین با قطر 5 متر طراحی شده است، مشابه آنچه که امروزه استفاده می شود.https://asd.gsfc.nasa.gov/luvoir/design/LUVOIR-A_2xSpeed.mp4
معماری LUVOIR A (LUVOIR-A) دارای یک دیافراگم تلسکوپ اولیه با قطر 15 متر و چهار ابزار قابل تعمیر است، در حالی که معماری B (LUVOIR-B) دارای دیافراگم تلسکوپ 8 متری و 3 ابزار است. آینه اولیه LUVOIR-A یک سیستم آناستیگمات سه آینه روی محور (TMA) است. از مزایای این سیستم می توان به کیفیت نوری بالا در یک میدان دید وسیع اشاره کرد. LUVOIR-B یک TMA خارج از محور است که برای بهبود عملکرد برای مشاهدات با کنتراست بالا سیارات فراخورشیدی انتخاب شده است. هر دو طرح شامل یک آینه فرمان خوب است که در مردمک خروجی واقعی عنصر تلسکوپ نوری قرار دارد تا به ثبات نقطه‌ای بسیار ظریف برای همه ابزار دست یابد.تصویر
تاج‌نگار ECLIPS (تاج‌نگار شدید برای سیستم‌های سیاره‌ای زنده) ابزار پیچیده‌ای است که برای سرکوب تابش خیره‌کننده نور ستاره‌ها طراحی شده است تا بتوان سیارات ضعیف را در مجاورت ستاره‌های مادرشان دید. برای انجام این مشاهدات به نسبت کنتراست هدف < 10-10 نیاز داریم. این ابزار به سه کانال تقسیم می شود که گذرهای باند زیر را پوشش می دهد: نزدیک به UV (200 تا 400 نانومتر)، نوری (400 نانومتر تا 850 نانومتر) و نزدیک به IR (850 نانومتر تا 2.0 میکرون). هر کانال مجهز به دو آینه قابل تغییر شکل برای کنترل جبهه موج، مجموعه ای از ماسک های تاج نگار، یک سنسور جبهه موج درجه پایین/خارج از باند، و یک طیف نگار میدان انتگرال علمی و/یا دوربین تصویربرداری است. ECLIPS دارای هر دو طرح تاج نگاری APLC و وکتور گردابی است. ECLIPS برای اولین بار امکان تصویربرداری و طیف سنجی مستقیم از سیارات فراخورشیدی مشابه زمین را فراهم می کند.
دستگاه تصویرساز با وضوح بالا (HDI) ابزار اولیه برای تصویربرداری مشاهدات در اشعه ماوراء بنفش نزدیک از طریق مادون قرمز نزدیک است. طراحی HDI میدان دید 2×3 دقیقه قوسی را فراهم می‌کند و از وضوح زاویه‌ای ارائه‌شده توسط تلسکوپ بهره می‌برد و از دو کانال تشکیل شده است - یک کانال UV/مرئی (UVIS) که 200 نانومتر - 950 نانومتر را پوشش می‌دهد و یک کانال نزدیک به مادون قرمز. کانال (NIR) که محدوده 800 تا 2500 نانومتر را پوشش می دهد. آرایه‌های آشکارساز سطح کانونی مربوطه تصاویر نمونه‌برداری شده از Nyquist را در 500 نانومتر برای تصویربرداری UVIS و در 1200 نانومتر برای تصویربرداری NIR ارائه می‌کنند.
LUMOS (LUVOIR Ultraviolet Multi Object Spectrograph) یک طیف‌نگار چند شیء است که امواج ماوراء بنفش دور (100 نانومتر) را تا طول موج‌های مرئی (1000 نانومتر) پوشش می‌دهد و قادر است صدها هدف را همزمان در یک میدان دید وسیع مشاهده کند. LUMOS دارای طیف‌سنجی تصویربرداری چند شی با وضوح بالا، متوسط ​​و کم و حالت‌های تصویربرداری UV دور است. LUMOS را می‌توان به‌عنوان جانشین طیف‌نگار تصویربرداری تلسکوپ فضایی هابل (STIS) با دو مرتبه قدر بازده بالاتر، قابلیت چند شیء و یک کانال تصویربرداری چند باندی میدان وسیع در نظر گرفت.
POLLUX یک مشارکت اروپایی در مطالعه مفهومی ماموریت LUVOIR است. این یک طیف-قطبی سنج UV با قابلیت منبع نقطه ای با وضوح بالا (R = 120000) است که مکمل دستگاه LUMOS است. توسط کنسرسیومی متشکل از 10 موسسه اروپایی، با رهبری و پشتیبانی آژانس فضایی فرانسه (CNES) تعریف و طراحی شده است.
LUVOIR شرایط قابل سکونت و نشانه های حیات را در ده ها جهان بالقوه قابل سکونت فراتر از منظومه شمسی ما جستجو خواهد کرد. نتایج این جست و جو داده های فراوانی را در مورد ترکیب جوی و شرایط سطح سیارات سنگی در مناطق قابل سکونت انواع ستارگان به ارمغان می آورد. این داده‌ها درک ما از قابلیت سکونت در مقیاس سیاره را متحول می‌کند و اولین ارزیابی‌ها را از فرکانس ظهور بیوسفرهای جهانی در جهان‌های قابل سکونت امکان‌پذیر می‌سازد. تشخیص حیات مطمئن نیاز به دسترسی به طیف وسیعی از مولکول‌ها دارد که به طیف‌های مستقیم با پوشش طول موج وسیع از UV نزدیک تا مادون قرمز نزدیک نیاز دارد. تلسکوپ LUVOIR و سیستم سرکوب نور ستارگان می توانند این طول موج ها را بپوشانند و به اجزای مهم اتمسفر سیاره ها از جمله آب، اکسیژن مولکولی، ازن، دی اکسید کربن و متان دسترسی داشته باشند.
وقتی به منظومه شمسی نگاه می کنیم، به نظر می رسد که به طرز ظریفی تعادل ایجاد یک جهان زنده را دارد. چگونه منظومه شمسی را در زمینه گسترده تر منظومه های سیاره ای درک کنیم؟ با مطالعه دقیق تنوع گسترده سیارات فراخورشیدی، می‌توانیم تئوری‌های فرآیندهای جوی سیاره‌ای، از جمله اثرات فرار، گلخانه‌ای و فتوشیمیایی را تحت طیف وسیعی از شرایط توسعه، آزمایش و اصلاح کنیم. درک ما از اینکه چگونه دمای سطح سیاره، آب و هوا، و ساختار اتمسفر تحت تأثیر ترکیبی از شار خورشیدی، فیزیک ابر و مه، و ترکیب اتمسفر قرار می‌گیرند، عمیقاً توسط مطالعات سیاره‌ای مقایسه‌ای مشخص شده است. LUVOIR توانایی توصیف صدها سیاره در حال گذر و تصویربرداری مستقیم را خواهد داشت و درک ما را از تمام کلاس‌های سیارات فراخورشیدی و رشته‌های مشترکی که آنها را به هم متصل می‌کند متحول خواهد کرد.
هنوز چیزهای زیادی در مورد اجسام منظومه شمسی باید کشف و درک شود. LUVOIR می تواند تا حدود 25 کیلومتر وضوح تصویر را در نور مرئی برای منظومه مشتری ارائه دهد، که امکان نظارت دقیق بر دینامیک جوی در مشتری، زحل، اورانوس و نپتون را در بازه های زمانی طولانی فراهم می کند. تصویربرداری حساس و با وضوح بالا و طیف‌سنجی ستاره‌های دنباله‌دار، سیارک‌ها، قمرها و اجرام کمربند کویپر که در آینده قابل پیش‌بینی توسط فضاپیماها بازدید نخواهند شد، می‌تواند اطلاعات حیاتی در مورد فرآیندهایی که منظومه شمسی در اعصار پیش شکل گرفته است، ارائه دهد. جستجوی زندگی نیز در نزدیکی خانه انجام می شود. در طول دهه‌های گذشته، ما کشف کرده‌ایم که چندین قمر بیرونی منظومه شمسی - مانند اروپا و انسلادوس - دارای آب مایع در زیر سطوح یخی خود هستند. LUVOIR با تعیین قدرت و فرکانس ناشناخته فعالیت آبفشان از اروپا و انسلادوس، از طریق نظارت با وضوح بالا قمرهای یخی، نقش مهمی را ایفا می کند.
دامنه تحقیقات اخترفیزیکی که LUVOIR می تواند انجام دهد واقعاً گسترده است و همه موضوعاتی را که با هابل و موارد دیگر به آن پرداخته شده را پوشش می دهد. انجام آزمایشات بسیار دشوار یا غیرممکن با آینه قطر 2.4 متری هابل با LUVOIR آسان و ممکن می شود، از جمله اکتشافات دوردست فضا و زمان. خوشه هایی از کهکشان ها در فضا در امتداد تارهای ماده تاریک قرار گرفته اند، اما بسیاری از سوالات بی پاسخ درباره ماهیت کیهان باقی مانده است. چنین سوالاتی شامل ماهیت ماده تاریک و نحوه عملکرد تشکیل کهکشان ها در مقیاس های کوچک است. LUVOIR می‌تواند با تصویربرداری از ساختارهای کم‌نورتر و کوچک‌تر در جهان به این سؤالات بپردازد. علاوه بر این، می‌تواند توزیع ماده تاریک را در جهان نزدیک ترسیم کند و مشابه منابع امواج گرانشی در تابش الکترومغناطیسی را مطالعه کند.
بیشتر درک ما از شکل‌گیری و تکامل کهکشان‌ها از مطالعه فراوانی و سینماتیک جمعیت‌های ستاره‌ای حل‌شده ناشی می‌شود. در حال حاضر، این فقط برای کهکشان های گروه محلی ما امکان پذیر است و انواع کهکشان های قابل مطالعه را محدود می کند. وضوح بی‌سابقه LUVOIR جمعیت‌های ستاره‌ای در مناطق ستاره‌زایی کهکشان‌ها را در فواصل 10 تا 25 مگاپارسک حل می‌کند و به مورفولوژی‌ها، اندازه‌ها و محیط‌های خوشه‌ای متنوع‌تر کهکشان‌ها دسترسی پیدا می‌کند. علاوه بر این، گاز بین کهکشان ها در محیط بین کهکشانی جریان دارد تا به ستاره های جدید بازیافت شود. بسیاری از این فرآیند هنوز مشاهده نشده است، زیرا نیاز به نوع طیف‌سنجی فرابنفش حساسی دارد که LUVOIR قادر به انجام آن خواهد بود.
ما هنوز تئوری های کلی برای توضیح نتیجه اساسی فرآیند تشکیل ستاره یا تابع جرم اولیه ستاره ای (IMF) نداریم، که توضیح می دهد چند ستاره از کدام جرم متولد شده اند. ستارگان و قرص های پیش سیاره ای در طرح بزرگ چیزها کوچک هستند. در حال حاضر، ما فقط زمانی می توانیم آنها را با جزئیات مطالعه کنیم که نسبتاً نزدیک باشند. برای افزایش اعدادی که می‌توانیم در محیط‌های مختلف کهکشانی و برون‌کهکشانی مطالعه کنیم، رصدهایی با وضوح فضایی بالاتر مورد نیاز است، که به تلسکوپ‌های بزرگ‌تری نیاز دارد. علاوه بر این، قابلیت اشعه ماوراء بنفش ارائه شده توسط LUVOIR برای توصیف مواد موجود برای تشکیل سیارات و جو آنها حیاتی است.
یکی از اهداف علمی اولیه LUVOIR شناسایی و شناسایی سیارات فراخورشیدی قابل سکونت در اطراف ستارگان مجاور است. برای دستیابی به بازده سیارات فراخورشیدی به اندازه کافی بزرگ که امکان مطالعه آماری قابلیت سکونت فراهم شود، به یک تلسکوپ با دیافراگم بزرگ با قطر بیشتر از 8 متر نیاز دارد. هر ابزار تاج‌نگاری که برای انجام بررسی و شناسایی سیاره‌های فراخورشیدی استفاده می‌شود، باید عملکرد عالی با این تلسکوپ داشته باشد. چندین مؤلفه کلیدی فناوری برای فعال کردن چنین مشاهداتی نیاز به بلوغ دارند: ماسک‌های تاج‌نگار بهینه، سیستم‌های مکانیکی نوری بسیار پایدار، و نویز کم، آشکارسازهای مرئی و نزدیک به فروسرخ با شمارش فوتون.
رصد برنامه‌هایی که با اهداف علمی LUVOIR منشأ کیهانی همسو هستند، به انواع قابلیت‌های تصویربرداری UV و طیف‌سنجی، روی منابعی از پیش ستاره‌ها در ابرهای مولکولی محلی تا کهکشان‌های ستاره‌ساز در z=3 نیاز دارند. این ابزارها به پیشرفت هایی در فرمت بزرگ، حساسیت بالا و آشکارسازهای UV با دامنه دینامیکی بالا (HDR) و همچنین پوشش های آینه پهن باند بسیار یکنواخت و با بازتاب بالا نیاز دارند.
تیم مطالعه در حال طراحی و مدل‌سازی یک معماری ماسک تاج‌نگار اثبات مفهوم (apodizer، occulters، Lyot stops) برای LUVOIR است. این تلاش‌ها در شبیه‌سازی یک بررسی برای سیارات فراخورشیدی قابل سکونت، با در نظر گرفتن توان عملیاتی سیستم سرتاسر، مشاهده سربار و حساسیت به خطای جبهه موج، به اوج خود می‌رسد. علاوه بر معماری ماسک بهینه شده، طیف‌نگار میدان انتگرال (IFS) یکی دیگر از عناصر طراحی حیاتی تاج‌نگار LUVOIR است. IFS کارایی بررسی را از طریق خصوصیات و تمایز شی چندگانه افزایش می‌دهد و سنجش و کنترل جبهه موج باند پهن را برای کالیبره کردن منطقه جستجوی تاریک تسهیل می‌کند.
سیستم های نوری مکانیکی فوق العاده پایدار
(شامل حسگرها، کنترل، آینه ها و سازه ها)
تصویربرداری و طیف‌سنجی با کنتراست بالا (10-10) برای علم سیارات فراخورشیدی به شدت به پایداری جبهه موج ارائه شده توسط تلسکوپ و اپتیک ابزار وابسته است. نیاز تخمینی کمتر از 10 pm خطای جبهه موج RMS در هر مرحله کنترل (~10 ثانیه دقیقه)، در فرکانس های فضایی خاص است که با منطقه جستجوی تاریک صفحه کانونی مطابقت دارد. برای معماری(های) دیافراگم قطعه‌بندی شده LUVOIR، چندین فناوری کلیدی برای ایجاد پایداری حرارتی و دینامیکی کافی مورد نیاز است.
تلسکوپ های با دیافراگم قطعه بندی شده
هر دو معماری LUVOIR از آینه‌های اولیه تقسیم‌بندی شده قابل نصب برای ایجاد دیافراگم جمع‌آوری بزرگ استفاده می‌کنند. فازبندی محدود پراش چنین سیستم‌های قطعه‌بندی شده با استفاده از بازیابی فاز مبتنی بر تصویر توسط JWST در سال 2018 نشان داده خواهد شد. خازنی، القایی یا نوری)، مترولوژی لیزری، ستارگان راهنمای مصنوعی، و محرک های سطح پیکومتر برای تصحیح شکل بدنه و سطح صلب.
سیستم های ایزوله دینامیکی
جداسازی غیرفعال و فعال و میرایی اغتشاشات دینامیکی برای حفظ پایداری خطای جبهه موج در سطح پیکومتر مورد نیاز است. این احتمال وجود دارد که یک رویکرد سطحی، با جداسازی غیرفعال در منابع اختلال (یعنی محرک‌های سیستم کنترل وضعیت در فضاپیما) و جداسازی فعال محموله از فضاپیما مورد نیاز باشد.
بخش های آینه ای
هر دو معماری LUVOIR به بخش‌های آینه‌ای نیاز دارند که به عملکرد محدود پراش در 500 نانومتر دست می‌یابند، دارای سختی بالا (بیش از 200 هرتز) برای پایداری دینامیکی، و پایداری حرارتی مطابق با نیاز پایداری فراموج در سطح پیکومتر.
آینه های قابل تغییر شکل
آینه های تغییر شکل پذیر (DMs) اجزای کلیدی ابزار تاج نگاری هستند که مسئول تصحیح خطای جبهه موج باقی مانده برای سرکوب به اندازه کافی لکه ها در صفحه کانونی تاج نگاری هستند. هنگامی که یک حفره تاریک به دست می آید، DM ها باید کنتراست را با اصلاح دریفت های آهسته در بقیه سیستم نوری حفظ کنند. هنگامی که به طور فعال کنترل نمی شوند، DM ها باید پایدار بمانند تا خود رانش جبهه موج ایجاد نکنند. زاویه کار بیرونی (OWA) تاج‌نگار اساساً توسط تعداد محرک‌ها در قطر DM محدود می‌شود. بنابراین DM های با فرمت بزرگ برای فعال کردن میدان دید بزرگتر مورد نیاز هستند.
سنجش جبهه موج (در مرتبه پایین و خارج از باند)
الزامات پایداری جبهه موج برای فعال کردن سیستم‌های تصویربرداری با کنتراست بالا معمولاً به‌عنوان <10 pm خطای جبهه موج RMS در هر مرحله کنترل (معمولاً 10 ثانیه دقیقه) در فرکانس‌های فضایی تاریک چاله مربوطه ذکر می‌شود. زمان گام کنترل جبهه موج توسط تکنیک سنجش جبهه موج و تعداد فوتون های منبع استفاده شده برای انجام سنجش تعیین می شود. سنجش جبهه موج مرتبه پایین (LOWFS) معمولاً از فوتون‌های ستاره‌ای رد شده توسط ماسک پنهان‌کننده ابزار تاج‌نگار (که حساسیت فرکانس فضایی آن را محدود می‌کند) برای تخمین اشاره‌کردن خط از مکان و مرتبه پایین استفاده می‌کند. (تمرکز، آستیگماتیسم، کما) اصطلاحات جبهه موج. سنجش جبهه موج خارج از باند (OBWFS) از فوتون‌های ستاره‌ای استفاده می‌کند که خارج از طول موج مشاهده‌شده یا باندهای فرکانس فضایی هستند، که امکان حساسیت فرکانس فضایی بالاتر را فراهم می‌کند.
آشکارسازها
پیشرفت‌هایی در حساسیت آشکارساز، فرمت، دامنه دینامیکی و تحمل تشعشع در سراسر باند UV/O/IR مورد نیاز است تا اهداف علمی بلندپروازانه LUVOIR را فعال کند. در FUV، آشکارسازهای با گستره دینامیکی بالا با فرمت بزرگ، مشاهدات طیف‌سنجی چند شی را در طول موج‌های کوتاه 100 نانومتر ممکن می‌سازند. در فوتون های نوری و نزدیک به مادون قرمز، آشکارسازهای با فرمت بزرگ مشاهدات کلیدی سیاره فراخورشیدی، از جمله مشاهدات طیفی چندگانه سیستم های سیاره فراخورشیدی را فعال می کنند. بهبود بازده کوانتومی در کل باند، ماموریت علمی LUVOIR را بیشتر خواهد کرد.
آشکارسازهای UV با فرمت بزرگ، حساسیت بالا، دامنه پویا بالا
هدف اصلی همه فناوری‌ها، توسعه یک آشکارساز با فرمت بزرگ با تعداد پیکسل بالا است تا امکان تصویربرداری میدان وسیع و طیف‌سنجی چند شی (MOS) در اشعه ماوراء بنفش را فراهم کند. همه فناوری‌ها برای دستیابی به این سطوح کانونی با ضریب پر شدن بالا با تعداد پیکسل‌های زیاد و در عین حال حفظ سایر الزامات قابلیت، به توسعه بیشتری نیاز دارند. آشکارسازهای منحنی که دارای پتانسیل ساده‌سازی اپتیک رله و کاهش تعداد بازتاب‌ها برای عملکرد میدان دید وسیع هستند نیز باید در نظر گرفته شوند. آشکارسازهای صفحه میکرو کانالی (MCP) که می توانند در آرایه های بزرگ (بیش از 200 x 200 میلی متر) کاشی شوند، برای فعال کردن ابزارهای UV با میدان دید بزرگ مورد نیاز هستند. بهبودهای اضافی در حساسیت FUV و نرخ شمارش بیشتر باعث افزایش بازده علمی LUVOIR می شود.
آشکارسازهای سیاره فراخورشیدی Vis/NIR
مطالعات بازده سیاره فراخورشیدی نشان می‌دهد که آشکارسازهایی با صدای بازخوانی صفر (یعنی شمارش فوتون) و جریان تاریک بسیار کم و نرخ‌های شمارش کاذب، بازده سیاره فراخورشیدی را به حداکثر می‌رسانند و در برخی موارد طیف‌سنجی سیارات فراخورشیدی را با طیف‌نگار میدان یکپارچه فعال می‌کنند. در فوتون های نوری و نزدیک به مادون قرمز، آشکارسازهای با فرمت بزرگ مشاهدات کلیدی سیاره فراخورشیدی، از جمله مشاهدات طیفی چندگانه سیستم های سیاره فراخورشیدی را فعال می کنند. بهبود بازده کوانتومی در کل باند، ماموریت علمی LUVOIR را بیشتر خواهد کرد.
پوشش های آینه ای
اخترفیزیک عمومی و علم سیارات فراخورشیدی به مشاهدات با توان بالا بین 100 نانومتر و 2.5 میکرومتر نیاز دارند. پوشش آینه باید در 105 نانومتر بازتابی بیش از 50 درصد داشته باشد در حالی که عملکرد آن در طول موج‌های بیش از 200 نانومتر در مقایسه با پیشرفته‌ترین حالت فعلی به خطر نیفتد. فرآیند پوشش باید مقیاس پذیر به بخش های کلاس متر و قابل تکرار باشد تا از عملکرد یکنواخت در سراسر دیافراگم متشکل از بیش از 100 قطعه اطمینان حاصل شود.hope I help you understand the question. Roham Hesami smile072 smile261 smile260 رهام حسامی ترم پنجم مهندسی هوافضا
تصویر

ارسال پست