Находится ли телескоп Уэбб в стадии конечной температуры?

Прибор среднего инфракрасного диапазона (MIRI) космического телескопа НАСА имени Джеймса Уэбба в настоящее время охлажден до температуры менее 7 Кельвинов. Когда охладитель достиг своего окончательного состояния, команда "Уэбба" на этой неделе работает с прибором MIRI в рамках седьмого и последнего этапа юстировки телескопа. Во время работы прибора детекторы и электроника выделяют тепло, которое уравновешивается криокулером для поддержания стабильной и очень холодной рабочей температуры MIRI.
Приборы ближнего инфракрасного диапазона нагреваются во время работы и должны рассеивать тепло, хотя для этих приборов это делается с помощью пассивного охлаждения; тепло от детекторов и электроники излучается в космос.
Сейчас, когда приборы достигли своих рабочих температур, зеркала телескопа также продолжат охлаждаться до конечных температур, но они еще не достигли этого. Сегменты первичного зеркала и вторичное зеркало изготовлены из бериллия (покрытого золотом). При криогенных температурах бериллий имеет большую тепловую задержку по времени, что означает, что ему требуется много времени для охлаждения или нагрева. Сегменты первичного зеркала все еще остывают, очень медленно.
Вторичное зеркало, находящееся на конце своей опорной конструкции на большом расстоянии от источников тепла, является самым холодным зеркалом, температура которого в настоящее время составляет 29,4 Кельвина. Температура 18 сегментов первичного зеркала варьируется от 34,4 Кельвина до 54,5 Кельвина. Преимущество бериллиевых зеркал в том, что они не меняют форму с температурой так, как стеклянные зеркала при таких температурах, поэтому диапазон температур не влияет на процесс юстировки телескопа.
В настоящее время четыре из 18 зеркальных сегментов имеют температуру выше 50 Кельвинов: 52.6, 54.2, 54.4 и 54.5 соответственно. Эти четыре сегмента зеркал излучают некоторое количество света в среднем инфракрасном диапазоне, который попадает на детекторы MIRI. Поскольку температура всех зеркал сейчас ниже 55 Кельвинов, ожидается, что MIRI будет достаточно чувствительным для проведения запланированных научных исследований, но любое дополнительное охлаждение этих зеркал только улучшит его работу. Команда Уэбба надеется, что зеркала охладятся еще на 0,5-2 Кельвина.
Когда мы наводим телескоп на астрономическую цель, телескоп и солнцезащитный экран движутся вместе. Угол, под которым солнцезащитный щит обращен к Солнцу, называется "позицией" наведения. Крошечное количество остаточного тепла, которое проникает через пятислойный солнцезащитный экран к первичному зеркалу, зависит от этого положения, а поскольку температура сегментов зеркала меняется очень медленно, их температура зависит от положения, усредненного за несколько дней.
Во время ввода в эксплуатацию "Уэбб" проводит большую часть времени, направленный на полюса эклиптики, что является сравнительно теплым положением. Во время научных операций, начиная с этого лета, телескоп будет иметь гораздо более равномерное распределение целей по небу. Ожидается, что средняя тепловая нагрузка на самые теплые сегменты зеркал немного снизится, и зеркала будут охлаждаться немного больше.
Позже, во время ввода в эксплуатацию, мы планируем проверить тепловую зависимость зеркал. Мы направим телескоп в горячем направлении на несколько дней, а затем направим в холодную, также на несколько дней. Это позволит нам узнать, сколько времени требуется зеркалам для охлаждения или нагрева, когда обсерватория находится в этих положениях в течение определенного времени.
Достиг ли Уэбб своей конечной температуры? Ответ: почти!....