Na drie jaar ontwerp en constructie, een boottocht van een maand over de Stille Oceaan en een lift van een 30-tons kraan, heeft de aangepaste testkamer voor NASA's aanstaande SPHEREx-missie eindelijk zijn bestemming bereikt in Caltech's Cahill Center for Astronomy and Astrophysics in Pasadena.

SPHEREx (afkorting van Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization en Ices Explorer) wordt niet eerder dan juni 2024 gelanceerd en zal een unieke kaart van de kosmos maken die honderden miljoenen objecten zal bevatten, waaronder sterren, sterrenstelsels, stervormingsgebieden en andere kosmische wonderen. In tegenstelling tot eerdere kaarten, biedt het afbeeldingen van individuele objecten, evenals een spectrum voor elk punt in de lucht. Spectra kan een schat aan informatie bevatten over kosmische objecten, inclusief hun chemische samenstelling, leeftijd en de afstand tot verre sterrenstelsels.

Met deze dynamische kaart kunnen wetenschappers vragen beantwoorden over wat er kort na de oerknal gebeurde, de prevalentie van levensondersteunende moleculen zoals waterijs in de planeetvormende gebieden van onze melkweg, en hoe sterrenstelsels zijn begonnen en geëvolueerd gedurende de levensduur van het universum.

Maar wil SPHEREx dat mogelijk maken, dan moet de telescoop niet alleen bestand zijn tegen de ontberingen van de ruimte, maar daar ook gedijen. Dat is waar de aangepaste testkamer van pas komt. De cilindrische kamer is ongeveer zo groot als een kleine SUV en gemaakt van roestvrij staal en werd gebouwd door het Korean Astronomy and Space Science Institute (KASI), een partner in de SPHEREx-missie. Het zal worden gebruikt om de detectoren van SPHEREx (voornamelijk de camera's) en optica (het systeem dat licht uit de kosmos verzamelt) te testen.

Koud licht

Beheerd door NASA's Jet Propulsion Laboratory, zal SPHEREx infrarood licht detecteren, dat menselijke ogen niet kunnen detecteren. Soms ook wel warmtestraling genoemd, wordt het uitgezonden door warme objecten, waaronder sterren en sterrenstelsels, evenals de instrumenten van de telescoop. De kamer is dus ontworpen om de detectoren af ​​te koelen tot ongeveer min 350 graden Fahrenheit (ongeveer min 200 graden Celsius) om ervoor te zorgen dat hun eigen warmte het licht van de objecten waarvoor ze zijn gebouwd om te observeren niet overweldigt.

Maar eerst moet het SPHEREx-team testen of de detectoren scherp zijn. Dit wordt bepaald door hun afstand tot de optica, vergelijkbaar met hoe het verplaatsen van een vergrootglas dichter bij of verder weg van uw oog objecten in of uit focus brengt. Het team zal de afstand tussen de detectoren en de optica moeten corrigeren tot binnen 0,0003 inch (7,5 micrometer), of ongeveer een tiende van de breedte van een mensenhaar. Om dit te doen, richten ze de optica en detectoren op een geprojecteerde bron van infrarood licht buiten het raam van de kamer, die is gemaakt van saffier omdat glas infrarood blokkeert. De bron zal dienen als stand-in voor de objecten die SPHEREx in de ruimte zal observeren, en het resulterende beeld zal ingenieurs vertellen of de afstand correct is.

"Een aantal factoren kan de focuspositie van ons instrument beïnvloeden als het op bedrijfstemperatuur komt", zegt Phil Korngut, de SPHEREx-instrumentwetenschapper en een onderzoeker bij Caltech. "Het is absoluut essentieel dat we dit ding scherp in beeld krijgen voordat we vliegen, en de enige manier om dat te bereiken is door specifieke cryogene optische tests in de omgeving die wordt geboden door de KASI-kamer."

De kamer is ook aangepast om de SPHEREx-spectrometer te kalibreren, die een spectrum van elk punt aan de hemel zal bieden.

Lange reis

In 2018 lanceerde KASI een missie genaamd de Near-infrared Imaging Spectrometer for Star Formation History (NISS), die overeenkomsten vertoont met SPHEREx. Werken aan NISS gaf het KASI-team de juiste ervaring om de aangepaste kamer te bouwen.

Na een reis per schip van Korea naar Long Beach, Californië, werd de kamer naar het noorden vervoerd naar Caltech. Te groot om door de hoofdingang van zijn nieuwe huis te passen, moest het onder het gebouw door:een 30-tons kraan tilde een verwijderbaar gedeelte van een aangrenzende weg op en liet de testkamer, samen met zijn componenten, in een hoge -plafond, raamloze ontvangstkamer onofficieel bekend als "de crypte." De kamer werd vervolgens naar het SPHEREx-testlab gereden, waar het ongeveer 18 maanden zal blijven totdat de hardwaretests zijn voltooid.

"Niet alleen het SPHEREx-team van KASI, maar de hele Koreaanse astronomische gemeenschap is erg geïnteresseerd in de SPHEREx-gegevens en de wetenschappelijke doelstellingen", zegt Woong-Soeb Jeong, hoofdonderzoeker voor SPHEREx voor KASI. "Dus de deelname van KASI aan de SPHEREx-missie zal naar verwachting een grote impact hebben op het onderzoek in onze astronomische gemeenschap. Dat erfgoed zal van grote hulp zijn bij het ontwikkelen van onze eigen middelgrote of grote ruimtetelescoop in de toekomst." + Verder verkennen

NASA voltooit plannen voor zijn volgende kosmische kaartenmaker