چرا باید حساس‌ترین ابزار تلسکوپ "جیمز وب" سرد شود؟

فرآیند سرد کردن یکی از ابزارهای تلسکوپ فضایی جیمز وب در حال انجام است اما چرا این ابزار حساس باید تا حد بسیار زیادی سرد شود آن هم در حالی که فضا به خودی‌ خود مکان سردی است.

کد خبر: ۴۱۶۳۴۷

تاریخ: ۲۴ فروردين ۱۴۰۱ - ۱۰:۰۲

به گزارش ایران اکونومیست و به نقل از آی‌ای، تلسکوپ فضایی جیمز وب که اکنون در نقطه لاگرانژ ۲ در مدار خورشید قرار دارد سه مورد از چهار ابزار اصلی خود را تراز کرده و تنها یک مورد باقی مانده است.

ناشناخته‌ترین مرزهای فضا را می‌توان در نور مادون قرمز جستجو کرد و ابزار مادون قرمز میانی(MIRI) آماده است تا این نقاط کور را کاوش کند.

اما با وجود سرمای فضا چرا باید این ابزار به صورت برودتی سرد شود؟

برخلاف فرآیند تراز شدن سه ابزار دیگر جیمز وب، آماده‌سازی ابزار مادون قرمز میانی زمان بیشتری خواهد برد. زیرا این ابزار از حسگرهای متفاوت دیگری استفاده می‌کند که باید تا دمایی بسیار پایین سرد شوند و به دمای تنها هفت درجه کلوین برسند. ابزار مادون قرمز میانی همچنان در فرآیند خنک شدن برای رسیدن به دمای عملیاتی خود قرار دارد و زمانی که به این نقطه برسد می‌تواند مانند سایز ابزار تراز شدن را آغاز کند. این دما به قدری باید پایین باشد که یک کولر و یک گرمکن برای حفظ کردن آن در محدوده دمایی مورد نظر نیاز است.

سه ابزار دیگر آن پیش از این به دمای عملیاتی خود که دمایی بین ۳۴ تا ۳۹ درجه کلوین است، رسیده‌اند. اما دمای مورد نظر برای ابزار مادون قرمز میانی هفت درجه کلوین است. این امر با استفاده از یک سیستم سرمایشی تخصصی انجام می‌شود. "برت نایلور "(Bret Naylor) و "کنستانتین پنانن"(Konstantin Penanen) در بیانیه‌ای مشترک از آزمایشگاه پیشرانه جت ناسا گفتند: طی چند هفته اخیر سیستم کرایوکولر(cryocooler)، گاز هلیوم سرد را برای سرد کردن ابزار مادون قرمز میانی جیمز وب در اطراف آن به گردش درآورد تا دمای آن تا ۱۵ درجه کلوین کاهش یابد.

آن‌ها افزودند: به زودی، کرایوکولر چالش‌برانگیزترین روزهای ماموریت خود را تجربه خواهد کرد. کرایوکولر با استفاده از دریچه‌های برودتی، مسیر گاز هلیوم در گردش را تغییر می‌دهد و با انبساط گاز هلیوم و سرد شدن آن، آشکارسازهای ابزار مادون قرمز میانی تلسکوپ فضایی جیمز وب به دمای مورد نظر خود می‌رسند.

چرا باید ابزار مادون قرمز میانی وب را به دمای هفت درجه کلوین برسانیم؟

ابزار مادون قرمز میانی تلسکوپ وب بسیار حساس است. به قدری حساس که برای از بین بردن نویزهای پس زمینه تشعشعات مادون قرمز که ما آنها را به صورت گرما حس می‌کنیم، باید بسیار سرد شود و براساس پستی در وبلاگ ناسا، آشکارسازهای داخل هر ابزار علمی تلسکوپ که سیگنال‌های امواج مادون قرمز را به سیگنال‌های الکتریکی برای پردازش به تصاویر تبدیل می‌کنند، باید سرد باشند تا بتوانند به درستی کار کنند.

به طور کلی هرچه طول موج نور مادون قرمز بیشتر باشد، آشکارسازهایی که برای دریافت آن تعبیه شده‌اند باید سردتر شوند.

ابزار مادون قرمز میانی می‌تواند امواجی با طول موج‌های بین پنج تا ۲۸ میکرون را رصد کند و بنابراین آشکارسازهای سیلیکونی آن باید در دمای کمتر از هفت کلوین نگه داشته شوند.

دمای فضا به طور معمول ۲.۷ درجه کلوین است. اما در داخل تلسکوپ وب جایی که ابزارها و رایانه‌های آن فعال هستند دما می‌تواند بالاتر برود و به همین دلیل است که جیمز وب باید از یک سیستم سرمایشی برای خنک کردن ابزار خود استفاده کند.

با اتمام تراز این ابزار، تیم وب می‌توانند به کالیبره کردن تجهیزات و آماده کردن آنها برای آغاز عملیات‌های علمی در تابستان سال جاری بپردازند.