Tuesday, May 18, 2021
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जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप: हबल के £ 7.2bn उत्तराधिकारी के उच्च-दांव परीक्षण के अंदर

लगभग 20 वर्षों के विकास और 16 प्रक्षेपण देरी के बाद, जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप (JWST) लगभग तैयार है। 31 अक्टूबर 2021 को लॉन्च करने के लिए सेट किया गया, अब तक का सबसे बड़ा अंतरिक्ष वेधशाला ब्रह्मांड की हमारी समझ में क्रांति लाने और ब्रह्मांड के कुछ महानतम रहस्यों को सुलझाने में मदद करने के लिए तैयार है।

यह एक आसान यात्रा नहीं रही है। पहली बार 30 साल पहले की कल्पना की हबल अंतरिक्ष सूक्ष्मदर्शी, ‘नेक्स्ट जनरेशन टेलीस्कोप’ के रूप में JWST पहले जाना जाता था, रद्द होने, नेतृत्व परिवर्तन और कई स्थगन के खतरों से बच गया है। $ 10bn (£ 7.2bn लगभग) की लागत की उम्मीद है, JWST (नासा के दूसरे व्यवस्थापक जेम्स ई वेब के नाम पर) अब तक का छठा सबसे महंगा अंतरिक्ष मिशन है।

और यह आश्चर्य की बात नहीं है: JWST नवाचार और जटिलता के साथ काम कर रहा है, अमेरिका, यूरोपीय और कनाडाई अंतरिक्ष एजेंसियों के बीच एक बड़े अंतरराष्ट्रीय सहयोग का उत्पाद है, और अक्सर इसे नासा के सबसे बड़े और सबसे साहसिक उपक्रमों में से एक के रूप में वर्णित किया जाता है, जो अद्वितीय योगदान देगा विज्ञान और प्रौद्योगिकी के लिए मूल्य।

ह्यूस्टन में नासा के जॉनसन स्पेस सेंटर में चैंबर ए के अंदर क्रायोजेनिक परीक्षण के 100 दिनों से उभरने के बाद इंजीनियरों ने JWST के साथ पोज़ दिया। JWST के सभी भागों को क्रायोजेनिक परीक्षण के दौर के अधीन किया गया था ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि वे अंतरिक्ष की अत्यधिक ठंड का सामना कर सकें © NASA / Goddard Space Flight Center

25 से अधिक वर्षों के लिए, हबल ने हमें 13.8 बिलियन वर्ष पुराने ब्रह्मांड की सुंदर छवियों के साथ पकड़ लिया है, बिग बैंग के ठीक 500 मिलियन वर्ष बाद उत्सर्जित प्रकाश पर कब्जा कर लिया है। JWST की अवरक्त ‘आंखें’ ब्रह्मांड के प्रारंभिक इतिहास में आगे भी सहकर्मी बन सकेंगी, जब पहले सितारों और आकाशगंगाओं का जन्म हुआ था।

टेलिस्कोप भी अपने पूर्ववर्ती की तुलना में पृथ्वी से आगे उद्यम करेगा। जबकि हबल पृथ्वी के करीब 550 किमी ऊपर एक करीबी कक्षा का अनुसरण करता है, JWST हमसे 1.5 मिलियन किलोमीटर की दूरी तक तैरता है और सूर्य की परिक्रमा करता है। यह मंगल ग्रह, धूमकेतु, बौने ग्रहों और एक्सोप्लैनेट्स की पसंद पर अपनी निगाह डालेगा, ताकि हमें ग्रहों और सौर प्रणालियों के बारे में अधिक जानकारी मिल सके।

हबल एकमात्र टेलिस्कोप नहीं है जो JWST हालांकि पार करेगा; यह एक और महान अंतरिक्ष वेधशाला भी ग्रहण करेगा: स्पिट्जर (2003 में लॉन्च किया गया और 2020 की शुरुआत में सेवानिवृत्त)। जैसा नाओमी रोवे-गुर्नी, लीसेस्टर विश्वविद्यालय में एक ग्रह वैज्ञानिक बताते हैं: “स्पिट्जर के डेटा ने यूरेनस पर कुछ वास्तव में अप्रत्याशित व्यवहार दिखाया है और हमें नहीं पता कि यह क्या कारण है। एकमात्र तरीका जो हम पता लगा सकते हैं वह JWST की शक्ति और अवरक्त क्षमताओं का उपयोग करके है। ”

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JWST भी एक्सोप्लैनेट के हमारे ज्ञान को गहरा करेगा। “हम अपने बर्फ के दिग्गजों, यूरेनस और नेपच्यून के समान द्रव्यमान वाले अधिक एक्सोप्लैनेट ढूंढ रहे हैं। क्योंकि हम अपने सौर मंडल में बर्फ के दिग्गजों के बारे में ज्यादा नहीं जानते हैं, इसलिए हम अन्य ग्रहों की व्यवस्थाओं को नहीं समझ सकते हैं। JWST निश्चित रूप से बदलने जा रहा है कि हम अपने सौर मंडल को कैसे देखें ”
रोवे-गुरनी कहते हैं।

टेक्सास के ह्यूस्टन में नासा के जॉनसन स्पेस सेंटर में इंजीनियरों के ऊपर टेलिस्कोप रस्साकशी को देखते हुए, आप देख सकते हैं कि यह गेम-चेंजर क्यों है। JWST का प्राथमिक दर्पण सुंदरता की चीज है। इसकी छत्ते की संरचना एक प्रभावशाली 6.5 मीटर व्यास की है और 18 समायोज्य, सोने की परत वाले बेरिलियम खंडों से बनी है। हबल की तुलना में, JWST में प्रकाश-संग्रह क्षेत्र का छह गुना और देखने का बहुत व्यापक क्षेत्र है (लगभग 15 गुना बड़ा)। फिर भी, 6,500kg पर, यह लगभग आधा द्रव्यमान है।

प्रकाशिकी द्वारा कैप्चर किए गए प्रकाश का विश्लेषण बोर्ड पर चार विज्ञान उपकरणों द्वारा किया जाएगा – जिसे सामूहिक रूप से एकीकृत विज्ञान साधन मॉड्यूल (ISIM) के रूप में जाना जाता है। अवरक्त प्रकाश के बेहोश निशान का पता लगाने की संभावना को अधिकतम करने के लिए ऑप्टिकल तंत्र को -223 डिग्री सेल्सियस से नीचे रखने की आवश्यकता होती है।

नासा के ह्यूस्टन में जॉनसन स्पेस सेंटर में दुनिया के सबसे बड़े थर्मल वैक्यूम चैंबर को चैंबर ए ने अपोलो मिशन के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले अंतरिक्ष यान का परीक्षण करके प्रसिद्ध किया था।  यह JWST © NASA / गोडार्ड स्पेस सेंटर को समायोजित करने के लिए तकनीशियनों द्वारा बनाया गया था

नासा के ह्यूस्टन में जॉनसन स्पेस सेंटर में दुनिया के सबसे बड़े थर्मल वैक्यूम चैंबर को चैंबर ए ने अपोलो मिशन के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले अंतरिक्ष यान का परीक्षण करके प्रसिद्ध किया था। JWST © NASA / Goddard Space Flight Center को समायोजित करने के लिए तकनीशियनों द्वारा इसे फिर से तैयार किया गया था

मिड-इन्फ्रारेड इंस्ट्रूमेंट (MIRI) को -266 ° C तापमान से भी कम तापमान की आवश्यकता होती है, बमुश्किल पूर्ण शून्य से ऊपर। सूर्य की गर्मी और प्रकाश को अपनी टिप्पणियों में हस्तक्षेप करने से रोकने के लिए, JWST क्रायोकूलर्स और एक पांच-परत, टेनिस-कोर्ट-आकार के सनशील्ड से सुसज्जित है।

अपने विशाल आकार के बावजूद, पूरे वेधशाला को एरियन 5 रॉकेट के नाक के शंकु के अंदर फिट होने के लिए नीचे मोड़ना चाहिए। एक बार तैनात होने के बाद, JWST खुद को शांत और शांत कर देगा। मिशन की सफलता इस क्रम के निर्दोष निष्पादन पर टिका है, जिसे पहले कभी अंतरिक्ष में प्रयास नहीं किया गया था।

और भी अधिक खतरे को जोड़ने के लिए, JWST हबल के विपरीत, क्रू मरम्मत मिशन की पहुंच से परे होगा, जिसे पांच की जरूरत थी। यही कारण है कि हर कदम पर मिशन टीम के लिए परीक्षण का सबसे अधिक महत्व रहा है।

JWST का सनशील्ड वेधशाला का सबसे बड़ा हिस्सा है।  पतली झिल्ली की पांच परतों को थर्मली स्थिर वातावरण प्रदान करने के लिए सटीक रूप से प्रकट करना चाहिए।  यहाँ, इंजीनियर कैलिफ़ोर्निया में नॉर्थ्रॉप ग्रुमैन की सुविधा में एक साफ कमरे में एक पूर्ण आकार की प्रतिकृति का परीक्षण करते हैं © NASA / गोड्डा स्पेस फ्लाइट सेंटर

JWST का सनशील्ड वेधशाला का सबसे बड़ा हिस्सा है। पतली झिल्ली की पांच परतों को थर्मली स्थिर वातावरण प्रदान करने के लिए सटीक रूप से प्रकट करना चाहिए। यहाँ, इंजीनियर कैलिफ़ोर्निया में नॉर्थ्रॉप ग्रुमैन की सुविधा में एक साफ कमरे में एक पूर्ण आकार की प्रतिकृति का परीक्षण करते हैं © NASA / गोड्डा स्पेस फ्लाइट सेंटर

लेकिन, के अनुसार पॉल गेथनर, JWST के तकनीकी उप परियोजना प्रबंधक, अंतरिक्ष में तैनात और संचालित करने के लिए डिज़ाइन की गई वेधशाला का आकलन करना कोई आसान उपलब्धि नहीं है। “हम पूरे वेधशाला को एक नकली अंतरिक्ष वातावरण में एक पूर्ण इकाई के रूप में परीक्षण नहीं कर सके – यह अंतरिक्ष युग के शुरुआती दिनों से एक प्रस्थान है जब आप एक पूरे अंतरिक्ष यान को एक थर्मल वैक्यूम कक्ष में डाल सकते हैं और एक ही बार में इसका परीक्षण कर सकते हैं,” उन्होंने कहा। बताते हैं।

इसके बजाय, दुनिया के विभिन्न हिस्सों में निर्मित व्यक्तिगत इकाइयों का परीक्षण किया गया था, इससे पहले कि वे एक साथ लाए गए और दो ‘सुपर-हाफ़’ में इकट्ठे हुए, जिसमें ऑप्टिकल टेलीस्कोप तत्व / एकीकृत विज्ञान उपकरण मॉड्यूल (ओटीआईएस), और संयुक्त अंतरिक्ष यान बस इकाइयां शामिल थीं। सूर्य कवच।

प्रत्येक इकाई को ध्वनिक और कंपन कक्षों में परीक्षण किया गया था जो एक हिंसक, शोर लॉन्च को दोहराते थे, और एक बड़े फ्रीजर में भी रखा जाता था, जिसे ‘चैंबर ए’ के ​​रूप में जाना जाता था, जो महीनों तक जांच करते थे कि वे अंतरिक्ष के ठंड तापमान का सामना कर सकते हैं।

इस लंबी सड़क पर कुछ धक्कों का सामना करना पड़ा है, जैसे कि 2016 में ध्वनिक और कंपन परीक्षण के बाद ढीले बन्धन शिकंजा, और, विशेष रूप से, मार्च 2018 में एक परीक्षण परिनियोजन के बाद तेज धूप से बचाव। “नई स्पेसफ्लाइट हार्डवेयर की अत्याधुनिक इंजीनियरिंग।” एक विनम्र व्यवसाय, “गेथनर को दर्शाता है।

मॉल डस्ट पार्टिकल्स विज्ञान को प्रभावित कर सकते हैं जो JWST करने में सक्षम है, इसलिए प्राचीन दर्पण महत्वपूर्ण हैं।  यहाँ इंजीनियर कार्बन डाइऑक्साइड बर्फ का उपयोग करके परीक्षण दर्पण खंड को साफ करने और सतह को खरोंच किए बिना दूषित कणों को हटाने का अभ्यास करते हैं। © NASA / Goddard Space Flight Centre

मॉल डस्ट पार्टिकल्स विज्ञान को प्रभावित कर सकते हैं जो JWST करने में सक्षम है, इसलिए प्राचीन दर्पण महत्वपूर्ण हैं। यहाँ इंजीनियर कार्बन डाइऑक्साइड बर्फ का उपयोग करके परीक्षण दर्पण खंड को साफ करने और सतह को खरोंच किए बिना दूषित कणों को हटाने का अभ्यास करते हैं। © NASA / Goddard Space Flight Centre

अगस्त 2019 में, कैलिफोर्निया में नॉर्थ्रॉप ग्रुम्मन सुविधा में दो सुपर-हॉल को संयुक्त रूप से पूर्ण एकीकरण परीक्षण से गुजरना पड़ा। और 2020 में, COVID-19 महामारी के दौरान, पूरी तरह से इकट्ठे JWST ने एक आश्चर्यजनक उपलब्धि हासिल की: यह हर एक परीक्षा में उत्तीर्ण हुआ।

दी गई, परीक्षण की सफलता से पहले JWST का प्रक्षेपण एक बार फिर स्थगित कर दिया गया। लेकिन इस बार यह केवल मार्च से अक्टूबर 2021 तक था – एक महत्वपूर्ण देरी से टीम को एक महत्वपूर्ण चरण के दौरान दूर से और सामाजिक रूप से दूर की पाली में काम करना पड़ा।

फ्रेंच गयाना से JWST लॉन्च होने तक केवल कुछ ही महीने बचे हैं, गीथनर के पास अब तक परियोजना की शक्ति को प्रतिबिंबित करने का समय है: “जबकि JWST विज्ञान का एक उपकरण है और एक चुनौतीपूर्ण इंजीनियरिंग चुनौती है, यह है, अंत, एक मानव कहानी, एक पीढ़ीगत परियोजना। ” वास्तव में, इसमें कोई संदेह नहीं है कि यह जो खोज कर सकता है वह आने वाली पीढ़ियों की सेवा करेगा।

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