تلسکوپ فضایی جیمز وب محافظ منحصر به فردی برای حفاظت از ابزار‌های حساس خود در برابر گرما و نور خورشید دارد. حفاظ خورشیدی همانند چتری است که بر کرانه‌های کیهان باز می شود تا به ابزار آلات اجازه دهد تا زیر آن دوردست‌های جهان ببینند. در این پست اطلاعاتی در مورد نحوه عملکرد این حفاظ ارائه خواهیم کرد.
حفاظ خورشیدی همانند یک چتر ساحلی که مردم را از گرمای خورشید و پرتوی فرابنفش در امان نگه می دارد، از تلسکوپ و تجهیزات حساس فروسرخ آن محافظت می کند، که از گرما و نور خورشید زیر حفاظ خورشیدی تلسکوپ وب می گریزند. جان دورنینگ (John Durning) جانشین مدیر پروژه‌ی تلسکوپ فضایی جیمز وب در مرکز پرواز فضایی گادِرد (Goddard) می گوید: «ضخامت هر یک از پنج لایه‌ی محافظ کمتر از نصف کلفتی یک برگ کاغذ است. این پنج لایه با هم کار می کنند تا SPF (یا عامل حفاظت خورشیدی) موثری به قدرت 1000000 به وجود آورند.»
تلسکوپ جیمز وب پس از قرار گرفتن در مدار
یک ویدیوی جدید بینندگان را برای درک مکانیسم لازم برای باز کردن حفاظ خورشیدی که به اندازه‌ی یک زمین بزرگ تنیس است به صنایع تجهیزات فضایی و نجومی Northrop Grumman در کارپنتریای کالیفرنیا می‌برد. در یک ویدئوی 3 دقیقه‌ای مصاحبه‌ای با مهندسان انجام می‌شود تا توضیح بدهند که چگونه فناوری نوین قبل از رسیدن وب به مدارش، در در فاصله یک میلیون مایلی زمین، این صفحات محافظ را خواهد گشود.
فیلمی که «گشودن بالهای وب» نام دارد قسمتی از یک سریال در حال ضبط در باره تلسکوپ وب با نام «پشت وب» است. این ویدیو در بنیاد علمی تلسکوپ فضایی (STScl) واقع در بالتیمور مریلند ساخته شده و بینندگان را به پشت صحنه برده و با دانشمندان و مهندسانی که قطعات تلسکوپ وب را می سازند، همراه می‌کند.
حفاظ خورشیدی بزرگ 12×20 متری، از ماده‌ای به نام کپتون (Kapton) ساخته شده که می‌تواند مثل یک پتو تا شود. کپتون پوسته‌ای است که توسط شرکت DuPont ساخته شده تا در مقابل بازه‌ی بزرگی از تغییرات دما ثابت و محکم بماند. حفاظ خورشیدی از لحظه پرتاب تا گشوده شدنش، دمای 36 تا 650 درجهی کلوین (395- تا 715 درجه ی فارنهایت یا 237- تا 337 درجهی سانتیگراد) را تجربه خواهد کرد. در مدار اختلاف دمای بین گرمترین و سرد ترین لایه‌ی محافظ 330 درجهی سانتی گراد (از 351- تا 343 درجهی فارنهایت) خواهد بود. استفاده از لایه های چندگانه‌ی مجزا باعث می‌شود که بیشتر گرمای یک لایه قبل از اینکه به لایه بعدی منتقل شود، به فضا بتابد و شاهد کاهش دمای فاحشی از یک لایه به لایه دیگر باشیم.
ماده کپتون که حفاظ خورشیدی از آن ساخته شده است
پوسته های کپتونی استفاده شده در تلسکوپ وب به وسیله‌ی یک لایه آلومینیوم که پرتوی فروسرخ را منعکس می‌کند، پوشیده شده است. دو لایه ی پایینی محافظ، که در معرض نور شدید خورشید‌اند، برای جلوگیری از ذخیره شدن بار الکتریکی و به حداقل رساندن مقدار گرمای جذب شده، با رسانای سیلیکون، اندوده شده‌اند.
انجام تست کشش بر روی نمونه‌ای از لایه پنجم در مقیاس یک سوم
وقتی محافظ خورشیدی تا می‌شود روی یک سکوی حمل بزرگ بسته بندی می‌شود. یک سیستم بازوی متحرک که در صنایع تجهیزات فضایی و نجومی Northrop Grumman درگالیتوی کالیفرنیا ساخته شده، هر طرف حفاظ خورشیدی را از سکوی حمل بیرون می‌کشد. این بازوی متحرک بیشتر شبیه به آنتن تلسکوپی رادیو یا یک چتر ساحلی که به طرف بالا باز می‌شود و در جای خود قرار می‌گیرد، است.
هر یک از پنج لایه‌ی حفاظ خورشیدی در فضا باز شده و از یکدیگر جدا می‌شوند که با میله‌های باز کننده و کابل‌های حرکت دهنده به چتری غول پیکر شباهت دارند. دو عدد موتور الکتریکی، که به آنها باز کننده‌ی میله‌ها می‌گویند، هر یک در یک طرف فضاپیما کار گذاشته شده اند؛ کار آن ها این است که بازو‌های متحرک تلسکوپی را از داخل به بیرون فشار دهند بدین ترتیب پرده‌های تا شده در هر طرف، بیرون کشیده می‌شوند. مارک کلَمپین دانشمند پروژه‌ی رصدخانه‌ی جیمز وب در گادِرد ناسا می گوید: «باز کننده‌ی میله بازوی تلسکوپی را می گشاید. تشبیهی که در اینجا به ذهن می‌رسد، قایق بادبانی است؛ با این تفاوت که بادبان (در اینجا غشا) ترجیحاً باید به وسیله‌ی یک دکل بزرگ تلسکوپی بالا برود تا اینکه بر روی یک دکل بزرگ بالا کشیده شود.»
تلسکوپ فضایی جیمز وب در ابتدا نور فروسرخ اجرام کم نور و خیلی دور را رصد خواهد کرد ولی از آنجایی که هر چیزی از جمله خود تلسکوپ هم پرتوی فروسرخ را به صورت انرژی گرمایی ساطع می کنند، برای جلوگیری از تداخل سیگنالهای خیلی ضعیف نجومی با تابشی که از خود تلسکوپ ساطع می شود و همچنین برای جلوگیری از دیده شدن اثر حرارتی تلسکوپ توسط خودش، تلسکوپ و تجهیزات آن باید خیلی سرد باشند؛ در یک دمای عملیاتی زیر 50 درجهی کلوین (370ºF / -223ºC -)
تلسکوپ به گونه‌ای برنامه ریزی خواهد شد که خورشید و ماه و زمین، همیشه در یک طرف آن باشند و حفاظ خوشیدی مانند چتری ساحلی عمل کند و ابزار اپتیکی تلسکوپ و واحد ابزارآلات علمی گنجانده شده در قسمت بالای تلسکوپ در ریز سایه چتر قرار بگیرند و دستگاه‌های الکترونیکی فضاپیما از حرارت خورشید و گرم شدن حفظ شوند. تلسکوپ در قسمت بالا قرار دارد و زیر آن به سمت خورشید است.
تلسکوپ وب ( 1513000Km / 940000miles ) دور تراز زمین در نقطه‌ی لاگرانژ L2 در مدار خود خواهد چرخید. این تلسکوپ اولین تلسکوپ اپتیکی قابل باز شدن در فضاست و قبل از اینکه به طور کامل بهره برداری شود یک سری مراحل پیچیده‌ی پس از پرتاب را طی خواهد کرد که شامل باز شدن حفاظ خوشیدی هم می‌شود.
ویدیو ی «گشودن بالهای وب» نگاهی منحصر به فرد دارد به تجهیزاتی که باعث باز شدن محافظ خوشیدی در فاصله‌ی تقریبی یک میلیون مایلی زمین خواهند شد.
برای مشاهده‌ی باز شدن حفاظ خورشیدی در ویدیوی جدید «پشت وب»، اینجا کلیک کنید.
اطلاعات بیشتر در مورد حفاظ خورشیدی
اطلاعات بیشتر در مورد تلسکوپ فضایی جیمز وب
مترجم: نصرتلو
