El telescopio Webb de la NASA empaca su parasol para un viaje de un millón de millas


Ambos lados del parasol del Telescopio Espacial James Webb fueron levantados verticalmente en preparación para el plegado de las capas del parasol. Crédito: NASA/Chris Gunn

Los ingenieros que trabajan en el Telescopio Espacial James Webb de la NASA han doblado y embalado con éxito su parasol para su próximo viaje de un millón de millas (aproximadamente 1,5 millones de kilómetros), que comienza a finales de este año.

El parasol, una estructura de cinco capas en forma de diamante del tamaño de una cancha de tenis, fue especialmente diseñado para plegarse alrededor de los dos lados del telescopio y caber dentro de los confines de su vehículo de lanzamiento, el cohete Ariane 5. Ahora que el plegado se ha completado en Northrop Grumman en Redondo Beach, California, el parasol permanecerá en esta forma compacta a través del lanzamiento y los primeros días el observatorio pasará en el espacio.

Diseñado para proteger la óptica del telescopio de cualquier fuente de calor que pudiera interferir con su vista, el parasol es uno de los componentes más críticos y complejos de Webb. Debido a que Webb es un telescopio infrarrojo, sus espejos y sensores necesitan mantenerse a temperaturas extremadamente frías para detectar señales de calor débiles de objetos distantes en el universo.

En el espacio, un lado del parasol siempre reflejará el calor de luz y fondo del Sol, la Tierra y la Luna. Los modelos térmicos muestran que la temperatura máxima de la capa más externa es de 383 Kelvin, o unos 230 grados Fahrenheit. Mientras tanto, el otro lado del parasol siempre se enfrentará al espacio profundo, con la capa más fría con una temperatura mínima modelada de 36 Kelvin, o alrededor de menos 394 grados Fahrenheit.

Completamente desplegado, el parasol del telescopio mide casi 70 pies por 47 pies (21 metros por 14 metros). Cuando se guarda dentro del cohete para su lanzamiento, el parasol doblado se empaquetará en un área muy confinada entre otras estructuras del observatorio para acomodar el espacio limitado dentro del carenado de cohetes de 18 pies (5,4 metros) de diámetro.
Durante el proceso de plegado del parasol para el Telescopio Espacial James Webb, un equipo de técnicos dobla cuidadosamente cada capa en un patrón en zigzag para crear pilas de membranas similares al acordeón a ambos lados del telescopio. Crédito: NASA/Chris Gunn

"No hay nada realmente análogo a lo que estamos tratando de lograr con el plegado de un parasol del tamaño de una cancha de tenis, pero es similar a empacar un paracaídas", dijo Jeff Cheezum, un ingeniero de diseño de parasol principal en Northrop Grumman. "Al igual que un paracaidista necesita su paracaídas lleno correctamente para abrirse perfectamente y volver con éxito a la Tierra, Webb necesita su parasol para ser perfectamente guardado para asegurarse de que también se abre perfectamente y mantiene su forma, con el fin de mantener con éxito el telescopio a su temperatura de funcionamiento requerida."

El proceso de un mes de plegado del parasol comenzó con la colocación de las cinco capas lo más planas posible. En su estado desplegado, el parasol se asemeja a una nave plateada multicapa, por lo que sus superficies inherentemente curvas agregaron un grado de complejidad a este paso. Después, las capas fueron levantadas verticalmente y apoyadas en equipos de soporte especiales para que pudieran ser sujetadas adecuadamente para plegarse. A continuación, un equipo de técnicos dobló cuidadosamente cada capa en un patrón en zigzag para crear pilas de membranas similares al acordeón a ambos lados del telescopio.

La primera capa del parasol tiene dos milésimas de pulgada (0,005 centímetros) de espesor, mientras que las otras cuatro capas tienen sólo una milésima de pulgada de grosor. Para el equipo, un desafío incorporado era la delicadeza de doblar capas tan delgadas. El proceso de plegado también tuvo que tener en cuenta componentes como los 90 cables tensores diferentes del parasol, que deben guardarse de manera específica para garantizar que el parasol se despliegue sin problemas.

Con la finalización exitosa del plegado del parasol, el equipo de ingeniería ha preparado el parasol para su complejo despliegue en el espacio. El parasol se desplegará al final de la primera semana del telescopio en el espacio después del lanzamiento, extendiéndose a su tamaño completo y luego separando y tensando cada una de sus cinco capas. Las pruebas para este procedimiento de desdoblamiento y tensión se completaron por última vez en la Tierra en diciembre de 2020.

"Piénsalo al revés; queremos que el parasol desplegado logre una forma específica para obtener el rendimiento que necesitamos. Todo el proceso de plegado fue diseñado con eso en mente. Tenemos que plegarnos limpia y cuidadosamente de la misma manera cada vez, para asegurarnos de que el desdoblamiento ocurra exactamente como queremos", dijo James Cooper, ingeniero principal del parasol en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland.
El Telescopio Espacial James Webb desplegó previamente su espejo primario en marzo de 2020. Su parasol doblado también es visible en esta imagen. Crédito: Northrop Grumman

Por ejemplo, uno de los aspectos más intrincados del proceso de plegado implicó alinear las pilas de membrana. Cada una de las capas del parasol tiene cientos de agujeros intencionales, que se organizan deliberadamente para evitar que la luz y el calor pasen a los elementos ópticos del telescopio cuando el parasol está completamente desplegado. Estos agujeros deben alinearse durante el plegado para que los técnicos de Webb puedan insertar "pines" a través de los agujeros en cada pila de membrana. Los 107 "pines", o dispositivos de liberación de membrana, ayudarán a contener las capas para su lanzamiento, pero se liberarán para desplegar el parasol una vez que el telescopio esté en el espacio.

"Es un proceso muy metódico que usamos para asegurarnos de que todo esté alineado correctamente", dijo Marc Roth, jefe de ingeniería mecánica de Northrop Grumman. "Nuestro equipo ha pasado por múltiples ciclos de entrenamiento, y hemos implementado muchas lecciones aprendidas de las veces anteriores que hemos hecho este proceso, todo culminando en este último pliegue del parasol".

Durante los próximos tres meses, ingenieros y técnicos terminarán de pisar y asegurar el parasol lleno. Este proceso implicará la instalación de los dispositivos de liberación de membrana, el aparejo y el aseguramiento de todos los cables del parasol, y cubiertas de estocada para las membranas del parasol. También incluirá el arrastre de los dos "brazos" del parasol , los conjuntos mid-boom , que extenderán horizontalmente el parasol hacia afuera durante el despliegue, así como el adolorios de las dos estructuras de palets que mantienen el parasol en su lugar.

El observatorio se someterá además a un despliegue final de espejos antes de ser enviado a su sitio de lanzamiento en la Guayana Francesa, Sudamérica.

Comentarios

Entradas populares