Ingenieurs en technici die aan de James Webb Space Telescope werken, hebben met succes de eerste belangrijke optische meting van Webb's volledig geassembleerde primaire spiegel voltooid, een Center of Curvature-test genoemd.

Het nemen van een "voor" optische meting van de ingezette spiegel van de telescoop is cruciaal voordat de telescoop in verschillende stadia van rigoureuze mechanische tests gaat. Deze tests simuleren de gewelddadige geluids- en trillingsomgevingen die de telescoop in zijn raket zal ervaren op zijn weg naar de ruimte. Deze omgeving is structureel een van de meest stressvolle en kan de vorm en uitlijning van Webb's primaire spiegel veranderen, die kunnen verslechteren of, in het slechtste geval, zijn prestaties verpesten.

Webb is ontworpen en gebouwd om de lanceringsomgeving te weerstaan, maar het moet worden getest om te verifiëren dat het inderdaad zal overleven en niet op een onverwachte manier zal veranderen. Het maken van dezelfde optische metingen zowel voor als na het testen van de gesimuleerde lanceringsomgeving en het vergelijken van de resultaten is van fundamenteel belang voor de ontwikkeling van Webb, verzekeren dat het zal werken in de ruimte.

"Dit is de enige test van de hele spiegel waarbij we dezelfde apparatuur kunnen gebruiken tijdens een voor- en natest, " zei Ritva Keski-Kuha, de testleider en NASA's plaatsvervangend telescoopmanager voor Webb bij NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. "Deze test zal uitwijzen of er veranderingen of schade aan het optische systeem zijn."

Om de test uit te voeren, optische ingenieurs zetten een interferometer op, het belangrijkste apparaat dat wordt gebruikt om de vorm van Webb's spiegel te meten. Golven van zichtbaar licht zijn minder dan een duizendste van een millimeter lang, en optica zoals die van Webb moeten nog nauwkeuriger worden gevormd en uitgelijnd om correct te werken. Het meten van de vorm en positie van de spiegel door lasers voorkomt fysiek contact en beschadiging (krassen op de spiegel). Dus wetenschappers gebruiken golflengten van licht om minuscule metingen te doen. Door licht te meten dat door de optiek wordt gereflecteerd met behulp van een interferometer, ze zijn in staat om extreem kleine veranderingen in vorm of positie te meten. Een interferometer dankt zijn naam aan het proces van het opnemen en meten van de rimpelpatronen die ontstaan ​​wanneer verschillende lichtbundels zich vermengen en hun golven combineren of 'interfereren'.

Tijdens de test uitgevoerd door een team van NASA Goddard, Ball Aerospace van Boulder, Colorado, en het Space Telescope Science Institute in Baltimore, Maryland, temperatuur- en vochtigheidsomstandigheden in de cleanroom werden ongelooflijk stabiel gehouden om drift in de gevoelige optische metingen in de loop van de tijd te minimaliseren. Toch, kleine trillingen zijn altijd aanwezig in de cleanroom die jitter veroorzaken tijdens metingen, dus de interferometer is een 'hogesnelheidsmeter', 5 nemen, 000 'frames' per seconde, wat een hogere snelheid is dan de achtergrondtrillingen zelf. Hierdoor kunnen ingenieurs jitter aftrekken en goed worden, schone resultaten.

De Center of Curvature-test meet de vorm van de hoofdspiegel van Webb door het licht dat ervan weerkaatst wordt te vergelijken met licht van een computergegenereerd hologram dat representeert wat de spiegel van Webb idealiter zou moeten zijn. Door de lichtstraal van Webb te verstoren met de straal van de hologramreferentie, de interferometer vergelijkt de twee nauwkeurig door het verschil tot ongelooflijke precisie te meten. "Interferometrie met behulp van een computergegenereerd hologram is een klassiek moderne optische test die wordt gebruikt om spiegels te meten, ' zei Keski-Kuha.

Met de grootste spiegel van elke ruimtetelescoop, het nemen van deze meting is een uitdaging. "We hebben de afgelopen vier jaar ons op deze test voorbereid, " zei David Chaney, Webb's belangrijkste leiding in spiegelmetrologie bij Goddard. "De uitdagingen van deze test zijn onder meer de grote omvang van de primaire spiegel, de lange kromtestraal, en het achtergrondgeluid. Onze test is zo gevoelig dat we de trillingen van de spiegels kunnen meten als gevolg van pratende mensen in de kamer."

Nadat de metingen zijn teruggekomen van de interferometer, zal het team de gegevens analyseren om ervoor te zorgen dat de spiegels perfect zijn uitgelijnd vóór de tests van de lanceringsomgeving. De Center of Curvature-test wordt herhaald na het testen van de lanceringsomgeving en de resultaten worden vergeleken om te bevestigen dat de optica van Webb zal werken na hun lancering in de ruimte.

De krachtigste ruimtetelescoop ooit gebouwd, de Webb-telescoop zal beelden leveren van de eerste sterrenstelsels die ooit zijn gevormd, en verken planeten rond verre sterren. Het is een gezamenlijk project van NASA, de European Space Agency en de Canadian Space Agency.