NASA's "Kamer A, " een enorme thermische vacuümtestkamer die is gehuisvest in het Johnson Space Center van NASA in Houston, Texas, is nu klaar om de laatste optische tests uit te voeren op NASA's James Webb Space Telescope (Webb-telescoop), het grootste ruimteobservatorium ooit. Een nationaal historisch monument, Kamer A staat bekend om het testen van hardware voor Apollo-maanmissies, waaronder af en toe geschikte astronauten in de kamer. Om Webb te testen voorafgaand aan de lancering, de kamer moest de afgelopen jaren grote upgrades ondergaan.

De upgrades van kamer A werden uitgevoerd door ingenieurs en technici van NASA's Johnson Space Center in Houston, Texas, en NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, inclusief hun aannemersteamgenoten, met name van Jacobs Engineering en Harris Corporation. Er zijn enkele wijzigingen aangebracht in de kamer en de omliggende faciliteit en andere zijn aangebracht in het ontwerp, bouw, en installatie van testapparatuur.

"In deze samenwerking Johnson zal de kamer bedienen en Goddard zal de tests uitvoeren, " zei Paul Geithner, technisch manager van het James Webb Space Telescope-project. "We hebben meerdere tests van alles uitgevoerd, dus we weten dat het allemaal werkt voordat we het deze zomer gebruiken om de vluchthardware te testen, dat is de telescoop plus geïntegreerde wetenschappelijke instrumentmodule."

De telescoop van Webb en de Integrated Science Instrument Module (ISIM) zijn twee van de drie belangrijkste elementen waaruit het Webb-telescoopobservatoriumvluchtsysteem bestaat. De andere is het ruimtevaartuigelement (ruimtevaartuigbus en zonnescherm), die momenteel in aanbouw is bij Northrop Grumman Aerospace Systems (NGAS) in Redondo Beach, Californië.

Met de upgrades die nodig zijn voor het testen van de Webb-telescoop eindelijk voltooid, Kamer A is nu het grootste hoogvacuüm, cryogeen-optische testkamer ter wereld. Het is 55 voet (16,8 meter) in diameter en 90 voet (27,4 meter) hoog. De hoofdingang alleen al heeft een diameter van 12,2 meter, weegt 40 ton, en wordt hydraulisch geopend en gesloten.

Weg met de oude

Sommige oudere apparatuur uit het Apollo-tijdperk is verwijderd, zoals een 'maanplatform'-vloer en zonnesimulatielampen met hoge intensiteit vanuit de kamer. "Vervolgens, de infrastructuur van de 50 jaar oude faciliteit, zoals het gekoeldwaterkoelsysteem en airconditioning, back-up stroom en de voeding, kamer schoon luchtstroomsysteem, en het opbouwen van integriteit (bijv. dak weersbestendigheid) zijn bijgewerkt, verfrist, en verbeterd, ' zei Geithner.

In met het nieuwe

Een van de dingen die nieuw werd gebouwd en geïnstalleerd in kamer A was een koude gasvormige, met helium gekoelde 'omhulling' die de kamer in staat stelt koudere temperaturen te bereiken dan ooit tevoren. Deze toevoeging was nodig omdat Webb's telescoop en wetenschappelijke 'instrumenten' (camera's en spectrometers) zullen werken bij temperaturen van ongeveer 37 Kelvin (K), wat ongeveer min 393 Fahrenheit (F) / min 236 Celsius (C) is. Kamer A had voorheen alleen een omhulsel van vloeibare stikstof, en omdat vloeibare stikstof 77K is, kouder dan dat kun je testartikelen niet krijgen. "We hebben een koude heliumgasomhulling toegevoegd die we hebben teruggebracht tot ongeveer 11K, dat is (min 440 F/min 262 C, waardoor we de telescoop in zijn bedrijfsregime kunnen krijgen en zelfs tot ongeveer 20K om 'overlevings'-temperaturen te bereiken, ' zei Geithner.

Het testen van de Webb-telescoop vereist een hoog vacuüm en extreem lage temperaturen. De telescoop heeft ook een opstelling nodig die hem en zijn testapparatuur in nauwkeurige relatieve uitlijning in de kamer houdt, terwijl ze geïsoleerd zijn van alle bronnen van trillingen, zoals de stroom van stikstof en helium in de mantelbuizen en het ritmische pulseren van vacuümpompen. De ingenieurs installeerden een massief stalen platform opgehangen aan zes stalen staven (vibratie-isolatoren) van elk ongeveer 18,2 meter lang en ongeveer 38,1 mm in diameter. om de telescoop en de belangrijkste testapparatuur vast te houden. Ze installeerden geavanceerde testapparatuur voor optische telescopen, waaronder een interferometer, auto-collimerende vlakke spiegels, en een systeem van fotogrammetrische 'precisie landmeetkundige' camera's, en ze deden al testen met een surrogaat 'pathfinder'-telescoop.

Webb wordt altijd in een schone omgeving bewaard om te voorkomen dat stof en vuil de prestaties verminderen. De binnenkant van kamer A is schoon, maar uitpakken, ontvouwen, het opnieuw vouwen en opnieuw inpakken van de Webb-telescoop vereist veel ruimte en moest daarom buiten de kamer worden behandeld. Dus, ingenieurs van NASA Johnson bouwden een grote cleanroom rond de gapende ingang van kamer A. De cleanroom biedt ruimte voor de telescoop om uit de verzendcontainer te worden gehesen en 'uitgepakt' van beschermende zakken, ingezet, gedraaid van horizontaal naar verticaal, op zijn testplatform geplaatst, en tenslotte gleed in de kamer op rails en hing aan de zes lange ophangstangen, alles in een ultraschone omgeving. Ook al is de nieuwe cleanroom groot, het is nauwelijks groot genoeg voor deze activiteiten.

"Het Goddard Space Flight Center en Johnson Space Center waren verantwoordelijk voor de enorm succesvolle Hubble Space Telescope-onderhoudsmissies, " zei Eric P. Smith, de programmadirecteur, NASA-hoofdkwartier, Washington. "Het is geweldig om de twee centra opnieuw te laten samenwerken voor deze kritische test van Webb, dat is de wetenschappelijke opvolger van Hubble."

Zodra het testen van de telescoop is voltooid, deze volgorde zal in omgekeerde volgorde verlopen en de telescoop zal worden verscheept naar Northrop Grumman Aerospace in Californië om het ruimtevaartuigelement te ontmoeten en uiteindelijk één compleet James Webb Space Telescope-observatorium te worden.

testen, testen, Testen

De telescoop werd op 4 mei van NASA Goddard naar NASA Johnson vervoerd. 2017. Na enkele weken uitpakken, inzetten, en instrumentatie voor de test, de kamerdeur zal worden gesloten en de vluchthardware zal de klok rond worden getest gedurende 93 opeenvolgende dagen. In het begin, het duurt een paar weken voordat alles in de kamer is afgekoeld en constante cryogene temperaturen heeft bereikt, en op dezelfde manier zal het aan het einde de laatste paar weken duren voordat alles weer op kamertemperatuur is, maar elke minuut van de hele 93 dagen zit boordevol specifieke tests om te verifiëren dat de telescoop presteert zoals ontworpen en zal werken zoals het zou moeten in de ruimte.