مجموعة تلسكوب ويب منتصف الأشعة تحت الحمراء

تكبير / غبار هذه المجرة ، المظلل باللون الأحمر ، يتطلب دقة جهاز MIRI. NASA، ESA، CSA، STScI

هناك أكثر من سبب يجعل أداة منتصف الأشعة تحت الحمراء (MIRI) الموجودة على متن تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) رائدة. من بين أدوات JWST الأربعة ، هو الجهاز الوحيد الذي يلاحظ في نطاق الأشعة تحت الحمراء المتوسطة ، من 5 إلى 28 ميكرون ؛ الثلاثة الأخرى عبارة عن أجهزة قريبة من الأشعة تحت الحمراء يتراوح طولها الموجي من 0.6 إلى 5 ميكرون. لتحقيق هذه الأطوال الموجية ، يجب أن تكون MIRI هي الأروع من بين جميع الأدوات الموجودة على JWST ، مما يعني أنها حددت بشكل أساسي متطلبات نظام تبريد التلسكوب.

تعد الصور المذهلة التي تم التقاطها بواسطة MIRI شهادة على الإنجازات التقنية الرائعة التي تم تحقيقها ، والمآثر التي تم تحقيقها من خلال التغلب على التحديات الهائلة من خلال العمل الجماعي الدقيق والتنسيق عبر المحيط الأطلسي. إنشاء MIRI

"أتذكر أنه تم إخباري في البداية أن الأداة لن تُصنع أبدًا. نظر بعض الأشخاص في وكالة ناسا إلى مخطط الكتلة لهيكل إدارتنا وقالوا إنه لن ينجح أبدًا" ، قال البروفيسور جورج ريكي ، الذي يقود الفريق العلمي . من MIRI.

تم بناء MIRI بالاشتراك بين مختبر الدفع النفاث وكونسورتيوم أوروبي يضم العديد من المؤسسات. بينما تم تطوير برامج التحكم وإلكترونيات الكاشف في JPL في الولايات المتحدة ، تم تطوير الأنظمة الفرعية للأجهزة الرئيسية في المملكة المتحدة وفرنسا وألمانيا وبلجيكا والولايات المتحدة وهولندا والدنمارك والسويد وأيرلندا وإسبانيا وسويسرا.

بينما بدأ كل شيء في مكانه أخيرًا ، كانت هناك أوقات شعر فيها البروفيسور جيليان رايت ، وهو الباحث الأوروبي الرئيسي في MIRI ، ببعض التوتر. يتعلق أحدهم بإمكانية أن يكون لتخفيضات الميزانية في الولايات المتحدة تأثير على المشروع. قالت: "لأنها كانت شراكة 50-50 ، كانت هناك أشياء معينة كان مطلوبًا من الولايات المتحدة تقديمها. كانت هناك أوقات قلت فيها لنفسي ،" آمل حقًا أن يفعلوا ذلك ".

قال رايت أيضًا إن قيود التجارة الدولية في الأسلحة (ITAR) التي أصدرتها حكومة الولايات المتحدة قد خلقت عقبات ، خاصة في البداية. وأضافت: "بحكم التعريف ، تندرج أجهزة الفضاء ضمن [ITAR]. كنا نرغب في الحصول على مزيد من المعلومات حول ما كانت الولايات المتحدة توفره. ولكن كان ذلك صعبًا بسبب قيود ITAR".

تناول الفريق أيضًا تحديات أخرى للاستخدامات العسكرية ، بدءًا من كاشفات التصوير من MIRI ، والتي تحول ضوء الأشعة تحت الحمراء المتوسطة إلى إشارات كهربائية. يتذكر ريكي: "كنا نستخدم نوعًا من أجهزة الكشف التي تم تطويرها في الولايات المتحدة للأغراض العسكرية. بحلول الوقت الذي بدأنا فيه تطوير MIRI ، انتقل الجيش إلى أنواع أخرى ، لذلك لم يكن مدعومًا بقوة".

قال إن فريق MIRI بحاجة إلى العمل مع الشركة المصنعة لاستعادة خطوة رئيسية في بناء أجهزة الكشف. قال: "كان الحصول على هذه الكواشف أثناء وضعها على الرف من قبل الشركة المصنعة جزءًا مخيفًا". ابق الامور باردة

كان التحدي الثاني هو التأكد من أن أجهزة الكشف تعمل بشكل صحيح من خلال الوصول إلى درجة حرارة 7 كلفن (266 درجة مئوية تحت درجة التجمد). قد لا يبدو الأمر كذلك ، لكنه أقل بكثير من 37 كلفن (-236 درجة مئوية) التي حققتها مبردات JWST الإشعاعية.

وفقًا لرايت ، كان للمبرد إمكانية تعريض مشروع MIRI للخطر. في البداية ، صمم فريق MIRI حاوية تشبه الترمس مملوءة بالهيدروجين السائل للحفاظ على برودة الجهاز. ومع ذلك ، فإن هذا النظام ، الذي يمكن أن يبرد MIRI لمدة خمس إلى 10 سنوات ، كان له وزن كبير. قال رايت: "لقد تجاوز المرصد ميزانيته الكتلية. كانت إحدى طرق توفير الكتلة هي إزالة هذا النظام واستبداله بآلية تبريد نشطة".

طرح هذا القرار مجموعة أخرى من المشاكل. "كان هذا تغييرًا مهمًا جاء متأخرًا بعد تأكيد تصميم MIRI. على الرغم من أن تقنية التبريد النشط كانت قيد التطوير لمهام مستقبلية أخرى ، لم يتم تصميمها لـ JWST و MIRI حتى ذلك الحين. لقد كانت مخاطرة لأن تطوير التكنولوجيا بدأ حوالي خمس سنوات بعد بقية التلسكوب "، قال رايت.

ومع ذلك ، تبددت سحابة عدم اليقين بفضل ما أسماه رايت "العمل الرائع لمختبر الدفع النفاث".