En liten romstein har vist seg å ha stor effekt på NASAs nylig operative romteleskop.
En mikrometeoroid traff James Webb-romteleskopet mellom 22. og 24. mai, og traff et av observatoriets 18 sekskantede gyldne speil. NASA hadde avslørte mikrometeoroid-angrepet i juni og bemerket at ruskene var større enn modellering før lansering hadde gjort rede for. Nå har forskere på oppdraget delt et bilde som viser hvor alvorlig slaget er. en rapport (åpnes i ny fane) utgitt 12. juli som beskriver hva forskere på oppdraget lærte om bruk av observatoriet i løpet av de første seks månedene i verdensrommet.
Heldigvis var den totale effekten på Webb liten i dette tilfellet. Når det er sagt, skisserer rapporten undersøkelsen og modelleringen som ingeniører gjennomfører for å vurdere de langsiktige effektene av mikrometeroider på Webb.
Live oppdateringer: NASAs James Webb Space Telescope-oppdrag
I slekt: Hvordan James Webb-romteleskopet fungerer i bilder
Basert på drivstoffbruk skal teleskopet vare 20 år i verdensrommet. Men forskere er ikke sikre på hvor stor effekt mikrometeroid-angrep vil ha på operasjonene, uttalte rapportforfatterne.
Mikrometeroider er en kjent fare for romoperasjoner, og å møte dem er på ingen måte nytt for forskere; de Internasjonal romstasjon og Hubble-romteleskopet er blant langvarige programmer som fortsatt er operative til tross for sporadiske romsteinsangrep. Imidlertid kan Webbs bane ved Lagrange Point 2, omtrent 1 million miles (1,5 millioner kilometer) unna Jorden, endre risikoprofilen betraktelig.
Webb-ingeniører oppdaget først deformasjoner på det primære speilet under idriftsettelsesperioden under innrettingsfasen (eller bølgefrontsensing), som satte de 18 segmentene av det sekskantede speilet i den beste posisjonen for å fange lys.
Disse første seks streikene oppfylte forventningene til hastighet før lansering da de kom inn med en hastighet på en gang per måned, heter det i rapporten. Dessuten kan noen av de resulterende deformasjonene korrigeres gjennom speiljusteringer. Men det er omfanget av en av disse seks streikene som forårsaket mer bekymring, bemerket avisen, ettersom den forårsaket en betydelig lyte på et segment kjent som C3. Streiken i slutten av mai “forårsaket betydelig ukorrigerbar endring i det totale tallet for det segmentet,” heter det i rapporten.
I dette tilfellet er imidlertid den samlede innvirkningen på oppdraget liten “fordi bare en liten del av teleskopområdet ble påvirket.” Sytten speilsegmenter forbli plettfrie og ingeniører var i stand til å justere Webbs segmenter for å ta høyde for det meste av skaden.
Ingeniører modellerer fortsatt hvor ofte slike hendelser vil forekomme. “Det er ennå ikke klart om treffet i mai 2022 til segment C3 var en sjelden hendelse,” skrev teamet. Med “sjelden” sa de at det er mulig at de tilfeldigvis fikk en høyenergipåvirkning som statistisk sett bare skulle skje en gang hvert par år.
Alternativt kan det være at Webb er “mer utsatt for skade av mikrometeoroider enn pre-lanseringsmodellering forutsagt,” skrev teamet. Modellering pågår for å estimere den farlige populasjonen av mikrometeoroider og finne ut løsninger, for eksempel å begrense pekeretningen.
Et middel kan være å minimere tiden Webb peker direkte inn i sin baneretning, “som statistisk sett har høyere mikrometeoroidhastigheter og energier,” skrev teamet.
Hovedspeilytelsen vurderes ut fra hvor mye det deformerer stjernelys, iht Astronomi magasin (åpnes i ny fane), og målt ved hjelp av det forskerne kaller wavefront error root mean square. Da Webbs oppdrag begynte, hadde det berørte C3-segmentet en bølgefrontfeil på 56 nanometer rms (root mean square), som var på linje med de 17 andre speildelene.
Etter støt økte imidlertid feilen til 258 nm rms, men omjusteringer av speilsegmentene som helhet reduserte den totale virkningen til bare 59 nm rms. Foreløpig skrev teamet at Webbs justering er godt innenfor ytelsesgrensene, ettersom de rejusterte speilsegmentene er “omtrent 5-10 nm rms over de tidligere beste rms-verdiene for bølgefrontfeil.”
Foreløpig holder ingeniører øye med potensielle fremtidige støvgenererende hendelser som i 2023 og 2024, da Webb forventes å fly gjennom partikler etterlatt av Halleys kometi følge Natur (åpnes i ny fane).
NASAs meteoroidmiljøkontor ved Marshall Space Flight Center i Huntsville, Alabama modellerer nedslagsrisikoen for Webb knyttet til Halley. NASA-tjenestemenn har også understreket under nylige medieorienteringer at mikrometeroid-problemet har sin fulle oppmerksomhet, la Nature til.
Følg Elizabeth Howell på Twitter @howellspace (åpnes i ny fane). Følg oss på Twitter @Spacedotcom (åpnes i ny fane) og på Facebook (åpnes i ny fane).