فرآیند سرد شدن یکی از ابزارهای تلسکوپ فضایی جیمز وب در حال انجام است، اما چرا این ابزار حساس باید تا حد بسیار زیادی سرد شود آن هم در حالی که فضا به خودی خود مکان سردی است.
به گزارش بیگ بنگ به نقل از ایسنا، تلسکوپ فضایی جیمز وب که اکنون در نقطه لاگرانژ ۲ در مدار خورشید قرار دارد سه مورد از چهار ابزار اصلی خود را تراز کرده و تنها یک مورد باقی مانده است. ناشناخته‌ترین مرزهای فضا را می‌توان در نور فروسرخ جستجو کرد و ابزار فروسرخ میانی(MIRI) آماده است تا این نقاط کور را کاوش کند.
اما با وجود سرمای فضا چرا باید این ابزار به صورت برودتی سرد شود؟
برخلاف فرآیند تراز شدن سه ابزار دیگر جیمز وب، آماده‌سازی ابزار فروسرخ میانی زمان بیشتری خواهد برد. زیرا این ابزار از حسگرهای متفاوت دیگری استفاده می‌کند که باید تا دمایی بسیار پایین سرد شوند و به دمای تنها ۲۶۶- درجه سانتی‌گراد برسند. ابزار فروسرخ میانی همچنان در فرآیند خنک شدن برای رسیدن به دمای عملیاتی خود قرار دارد و زمانی که به این نقطه برسد می‌تواند مانند سایز ابزار تراز شدن را آغاز کند. این دما به قدری باید پایین باشد که یک کولر و یک گرمکن برای حفظ کردن آن در محدوده دمایی مورد نظر نیاز است.
سه ابزار دیگر آن پیش از این به دمای عملیاتی خود که دمایی بین ۲۳۹- تا ۲۳۴- درجه سانتی‌گراد است، رسیده‌اند. اما دمای مورد نظر برای ابزار فروسرخ میانی ۲۶۶- درجه سانتی‌گراد است. این امر با استفاده از یک سیستم سرمایشی تخصصی انجام می‌شود. “برت نایلور ” و “کنستانتین پنانن” در بیانیه‌ای مشترک از آزمایشگاه پیشرانه جت ناسا گفتند: طی چند هفته اخیر سیستم کرایوکولر(cryocooler)، گاز هلیوم سرد را برای خنک کردن ابزار فروسرخ میانی جیمز وب در اطراف آن به گردش در آورد تا دمای آن کاهش یابد.
آنها افزودند: به زودی، کرایوکولر چالش‌برانگیزترین روزهای ماموریت خود را تجربه خواهد کرد. کرایوکولر با استفاده از دریچه‌های برودتی، مسیر گاز هلیوم در گردش را تغییر می‌دهد و با انبساط گاز هلیوم و سرد شدن آن، آشکارسازهای ابزار فروسرخ میانی تلسکوپ فضایی جیمز وب به دمای مورد نظر خود می‌رسند.
چرا باید ابزار فروسرخ میانی وب را به دمای هفت درجه کلوین برسانیم؟
“ابزار فروسرخ میانی” تلسکوپ جیمز وب بسیار حساس است. به قدری حساس که برای از بین بردن نویزهای پس زمینه تشعشعات فروسرخ که ما آنها را به صورت گرما حس می‌کنیم، باید بسیار سرد شود و براساس پستی در وبلاگ ناسا، آشکارسازهای داخل هر ابزار علمی تلسکوپ که سیگنال‌های امواج فروسرخ را به سیگنال‌های الکتریکی برای پردازش به تصاویر تبدیل می‌کنند، باید سرد باشند تا بتوانند به درستی کار کنند.
به طور کلی هرچه طول موج نور فروسرخ بیشتر باشد، آشکارسازهایی که برای دریافت آن تعبیه شده‌اند باید سردتر شوند. ابزار فروسرخ میانی می‌تواند امواجی با طول موج‌های بین پنج تا ۲۸ میکرون را رصد کند و بنابراین آشکارسازهای سیلیکونی آن باید در دمای کمتر از ۲۶۶- درجه سانتی‌گراد نگه داشته شوند.
دمای فضا به طور معمول ۲۷۰- درجه سانتی‌گراد است. اما در داخل تلسکوپ وب جایی که ابزارها و کامپیوترهای آن فعال هستند دما می‌تواند بالاتر برود و به همین دلیل است که جیمز وب باید از یک سیستم سرمایشی برای خنک کردن ابزار خود استفاده کند. با اتمام تراز این ابزار، تیم وب می‌توانند به کالیبره کردن تجهیزات و آماده کردن آنها برای آغاز عملیات‌های علمی در تابستان سال جاری بپردازند.
منبع: سایت علمی بیگ بنگ