James Webb Uzay Teleskobu

James Webb Uzay Teleskobu ve aynaları üzerine

James Webb Uzay Teleskobu ile hedeflenen görevlerden biri galaksilerin gençliğine bakmaktır. JWST (James Webb Space Telescope) bu görevi, Dünya’dan 13 milyar ışık yılı uzaklıktaki çok uzak galaksileri gözlemleyerek icra edecek. Bu nedenle Webb Teleskobu, bu derece uzak ve ışığın yetersizliği nedeniyle soluklaşmış nesneleri görüntüleyebilmek için devasa aynalara ihtiyaç duyuyor.

NASA’nın web sitesinde bulunan JWST bilgilendirmesinde de ifade edildiği gibi; Bir teleskopun hassasiyeti veya ne kadar ayrıntı görebildiği, gözlemlenen nesnelerden ışık toplayan ayna alanının boyutuyla doğrudan ilişkilidir. Basit bir deyişle, daha büyük bir ayna daha fazla ışık toplar, tıpkı daha büyük bir kovanın yağmurda küçük olandan daha fazla su toplaması gibi…

James Webb Uzay Teleskobu

JAMES WEBB UZAY TELESKOBU AYNA İNŞASINDA YAŞANILAN MÜHENDİSLİK ZORLUKLARI

James Webb Uzay Teleskobu inşasında çalışan bilim insanları ve mühendisler uzak galaksilerden gelen ışığı ölçmek için gerekli olan birincil ayna boyutunun 6,5 metre çapında olması gerektiğini belirledi. Ancak bu büyüklükte bir ayna yapmak, Dünya yüzeyinde kullanmak için bile çeşitli zorlukları beraberinde getiriyordu. Kaldı ki bu ayna uzaya fırlatılacaktı.

Hubble Uzay Teleskobu’nun 2,4 metrelik aynası Webb Teleskobu için 6,5 metre olacak şekilde yeniden ölçeklenseydi, yörüngeye fırlatılamayacak kadar ağır olurdu. Webb ekibi aynayı yeterince hafif olacak (birim alan başına Hubble aynasının kütlesinin yalnızca onda biri kadar) aynı zamanda da Hubble’dan kat kat güçlü olacak şekilde inşa etmenin yeni yollarını bulmak zorundaydı.

Webb Teleskobu ekibi ayna parçalarını hem güçlü hem de hafif bir madde olan berilyumdan yapmaya karar verdi. Bu şekilde her segment yaklaşık 20 kilogram ağırlığında olacaktı.

James Webb Uzay Teleskobu infografik

NEDEN BERİLYUM?

Berilyum, Webb’in birincil aynası için arzu edilen birçok özelliğe sahip hafif bir metaldir (atom sembolü: Be). Özellikle berilyum ağırlığına göre çok güçlüdür. Ayrıca iyi bir elektrik ve ısı iletkenidir ve manyetik değildir.

Hafif ve güçlü olduğu için berilyum genellikle süpersonik (ses hızından daha hızlı) uçaklar ve uzay mekiği için parçalar oluşturmada kullanılır. Berilyum tozunu solumak veya yutmak sağlığa zararlı olduğundan berilyumla çalışırken özel dikkat gösterilmelidir.

AÇILIR-KATLANIR AYNALAR

Webb Teleskop ekibi aynayı, bir rokete sığabilmesi ve alan tasarrufu yapılabilmesi için açılır katlanır bir yapı üzerine oluşturmaya karar verdi. Ayna fırlatmadan sonra açılacaktı. 18 altıgen şekilli ayna parçasının her biri, 1,32 metre çapındadır. (Webb’in ikincil aynasının çapı 0,74 metredir.)

JAMES WEBB UZAY TELESKOBU AYNALARI NEDEN BAL PETEĞİNİ ANDIRIYOR?

Altıgen şekil, kabaca dairesel, bir aynaya izin verir. Yüksek doldurma faktörü, segmentlerin boşluksuz olarak birbirine uyduğu anlamına gelir. Segmentler dairesel olsaydı, aralarında boşluklar olurdu. Öte yandan, bal peteğini anımsatan aynalar için biri 6 adet olmak üzere 18 segmentte yalnızca 3 farklı optik reçeteye ihtiyaç duyulmuştur. Son olarak, kabaca dairesel bir ayna şekli arzu edilir çünkü bu, ışığı dedektörler üzerindeki en kompakt bölgeye odaklar. Örneğin oval bir ayna, bir yönde uzatılmış görüntüler verir. Kare bir ayna, ışığın çoğunu orta bölgeden dışarı gönderir.

MÜKEMMEL BİR ODAK ELDE ETMEK

Uzayda, aynaların uzaktaki galaksilere doğru şekilde odaklanmasını sağlamak başka bir zorluktur. Aktüatörler veya küçük mekanik motorlar, tek bir mükemmel odak elde etmek içindir. Birincil ayna segmentleri ve ikincil ayna, her bir ayna parçasının arkasına takılı altı aktüatör tarafından hareket ettirilir. Birincil ayna segmentlerinin merkezinde ayrıca eğriliğini ayarlayan ek bir aktüatör bulunur. Teleskopun üçüncül aynası sabit kalır.

James Webb Uzay Teleskobu katlanabilir aynalar

NASA Goddard Webb Optik Teleskop Eleman Yöneticisi Lee Feinberg bunun zorluğunu şöyle açıklıyor: “Birincil ayna parçalarını tek bir büyük aynaymış gibi hizalamak, her aynanın insan saçının 1/10.000’i kalınlığında hizalanması anlamına gelir. Daha da şaşırtıcı olan şu ki, Webb teleskobu üzerinde çalışan mühendisler ve bilim adamları, kelimenin tam anlamıyla bunu nasıl yapacaklarını icat etmek zorunda kaldılar.”

İçerik önerisi: Metaverse nedir, Facebook neden bu kadar yatırım yaptı?

AHMET KAPLAN

KAYNAK: NASA

İnternet sitesi https://benahmetkaplan.com
Yazı oluşturuldu 39

Benzer yazılar

Aramak istediğinizi üstte yazmaya başlayın ve aramak için enter tuşuna basın. İptal için ESC tuşuna basın.