Wyjątkowa podróż wyjątkowego teleskopu. JWST jest już w Gujanie Francuskiej
Teleskop Kosmiczny Jamesa Webba (JWST) przybył właśnie do Port de Pariacabo w Gujanie Francuskiej. Teraz czeka go podróż do Europe's Spaceport w Kourou. A 18 grudnia największy w historii teleskop kosmiczny zostanie wystrzelony w przestrzeń kosmiczną. Ten wyjątkowy pod każdym względem instrument wymaga wyjątkowego traktowania na każdym etapie planowania i budowy. Wyjątkowa była również jego podróż z USA do Gujany Francuskiej.
Webb podróżuje w specjalnie stworzonej dla niego obudowie. Space Telescope Transporter for Air, Road and Sea, w skrócie STTARS, ma 5,5 metra wysokości, 4,6 metra szerokości i 33,5 metra długości. Gigantyczna obudowa waży 76 ton. Została zbudowana tak, by zabezpieczyć cenny ładunek przed wpływem czynników zewnętrznych, jak np. gwałtowne opady deszczu czy zmiany temperatury.
Gdy zaś mamy ładunek, którego budowa budowa trwała kilkanaście lat i pochłonęła 10 miliardów dolarów, i jest on zamknięty w 76-tonowej obudowie, to planowanie jego trasy jest prawdziwym wyzwaniem. Planowanie bezpiecznego transportu trwało latami. Trzeba było załatwić liczne zezwolenia, zastanowić się, jak ominąć przeszkody, przygotować alternatywne trasy czy miejsca postoju.
JWST wyruszył w podróż 26 września. Najpierw trzeba było go przewieźć z zakładów Northropa Grummana w Redondo Beach w Kalifornii do pobliskiego portu w Naval Weapons Station Seal Beach. Druga podróż lądowa właśnie przed nim. Zapakowany w STTARS teleskop pojedzie z Port de Pariacabo do Kourou.
Jednak zanim w ogóle transport mógł ruszyć w drogę zespół Charliego Diaza z NASA szczegółowo przeanalizował zdjęcia satelitarne. Trzeba było np. wskazać, które dziury w drodze należy załatać, czy które światła drogowe wymagają przebudowania, by zmieścił się kontener z teleskopem. Wybrano też miejsca awaryjnego postoju, gdyby okazało się, że coś dzieje się z ładunkiem i konieczne są jakieś niestandardowe działania. Pojazd ze STTARS porusza się z prędkością 8–16 kilometrów na godzinę, gdyż tylko taka prędkość zapewnia podróż bez wstrząsów.
Obudowa STTARS już wcześniej była wykorzystywana do przewożenia poszczególnych części Webba pomiędzy zakładami biorącymi udział w produkcji teleskopu. Wówczas transportowano ją samolotem. Jednak cały teleskop postanowiono przetransportować drogą morską. Decyzja taka zapadała, gdyż port lotniczy w Cayenne dzieli od Kourou 65 kilometrów i 7 mostów, które mogłyby nie unieść STTARS. A nawet gdyby uniosły, to taka droga trwałaby około 2 dni. Port de Pariacabo jest zaś znacznie bliżej Kourou.
Był jeszcze jeden powód wyboru drogi morskiej. Obawiano się turbulencji oraz sił, jakie działają podczas lądowania. W porównaniu z nimi podróż na pokładzie MN Colibri jest bezpieczna i przebiega znacznie łagodniej. MN Colibri to jednostka specjalnie zaprojektowana do przewożenia dużych elementów rakiet nośnych i innego cennego ładunku dla Europe's Spceport. MN Colibri płynie z prędkością 27 km/h a Sandra Irish, inżynier odpowiedzialna za kwestie wytrzymałości strukturalnej Webba, upewniła się, że podróż będzie jak najbardziej łagodna dla teleskopu. Wspólnie z załogą statku wybrała drogę omijającą zbyt gwałtowne wody.
STTARS to nie tylko opakowanie. To w rzeczywistości mobilny clean room. Teleskop Webba musi być utrzymywany w wysokiej czystości. I właśnie taką czystość zapewnia STTARS. w jego wnętrzu nie może znajdować się więcej niż 100 cząsteczek o wielkości przekraczających 0,5 mikrometra. Żeby utrzymać tak wysoką czystość opracowano specjalne metody czyszczenia części wewnętrznych i zewnętrznych kontenera. Każdy jego fragment, każda śrubka i nit są sprawdzane w świetle ultrafioletowym pod kątem obecności jakichkolwiek zanieczyszczeń. I dopiero wówczas, gdy upewniono się, że STTARS jest czysty wewnątrz i na zewnątrz, załadowano do niego teleskop. A cała operacja odbyła się w clean roomie.
STTARS jest wyposażony w specjalny system wentylacji, klimatyzacji, ogrzewania i kontroli. Warunki w jego wnętrzu są na bieżąco monitorowane, a kontenerowi i zamkniętemu w nim teleskopowi towarzyszą ciężarówki z dziesiątkami butli zawierającymi suche superczyste sprężone powietrze.
Komentarze (46)
mcezar, 13 października 2021, 12:17
Rozumiem że w kosmos też pojedzie drogą lądową, żeby nie narażać się na turbulencje i nagłe zmiany temperatury? Trochę to zabawne, że łatamy dziury w drodze przed sprzętem, który później zapakujemy na rakietę i odpalimy pod nią parę ton wodoru
cyjanobakteria, 13 października 2021, 12:30
Ograniczenie ryzyka. Teleskop prawdopodobnie leży na boku, a został zaprojektowany do osadzenia w pozycji pionowej. Chociaż faktycznie przeciążenia związane ze startem potrafią osiągać 80 G lub więcej, więc musiał zostać zaprojektowany z uwzględnieniem startu. Inna sprawa, to że jak platforma transportowa złapie kapcia, to trzeba wymienić oponę, a na pace prawie 100 ton
KONTO USUNIĘTE, 13 października 2021, 13:09
To zero to pewnie tak bezceremonialnie i bez Twojej akceptacji się wklikało.
cyjanobakteria, 13 października 2021, 14:46
Napisałem tak, gdyż jest to szczera prawda, aczkolwiek zdaje sobie sprawę, że temat może budzić kontrowersje, szczególnie wśród laików Liczbę wbiłem umyślnie i z pełną akceptacją, aczkolwiek bez fanfar. Liczyłem, że podrażnię kogoś komu działam na nerwy, a jest kilku takich gagatków Psujesz mi zabawę! Jest tu na wątku jakiś cwaniak? Pan daje 3 grosze a cwaniak piątaka!
Rowerowiec, 13 października 2021, 20:02
Cykam się o ten teleskop tak samo jak wtedy, gdy zrobiłem wodę w łazience, położyłem płytki, założyłem kabinę i wszystkie sprzęty, ale wcześniej nie zrobiłem próby ciśnieniowej...
cyjanobakteria, 14 października 2021, 06:58
Dlatego robisz w budowlance, a nie w NASA JWST skończono w 2016 i od tego czasu trwały testy + opóźnienie związane z C19. Moim zdaniem szanse na powodzenie misji są bardzo wysokie Dostarczenie na orbitę, chłodzenie oraz rozwijanie potrwa kilka miesięcy, więc jeszcze będzie trzeba poczekać na werdykt teorii chaosu
tempik, 14 października 2021, 11:24
A ja się cykam jak przy szybkim zjeździe z brukowanej uliczki. Niby ktoś ten rower pospawał, nadal jeździ, ale przy wibracjach niemal takich jak w startującej rakiecie nachodzą mnie myśli, że jakiś pojedynczy efekt kwantowy atomu może przełączyć wajchę na opcję "odkręć koło" lub "pęknięta rama". Emocje sięgają zenitu
cyjanobakteria, 14 października 2021, 17:33
Kiedyś zrobiłem na rowerze 80 km/h ze sporej góry na asfalcie. Rower mam dobry, lekko zjazdowy, wzmocniona rama, solidne felgi, każde koło waży ponad 2kg, z przodu widelec 180mm skoku, hydraulika. Też się zastanawiałem czy wszystko po przeglądzie poskręcałem zgodnie z zaleceniami producenta Ryzyko jak na moto, z wyjątkiem tego, że miałem na sobie jedynie kask, rękawiczki no i szorty + koszulka Koszulka zapewnia odporność na ścieralność rzędu 0.07s przy kontakcie z asfaltem przy takiej prędkości
ww296, 14 października 2021, 23:51
Stałe przeciążenie to jedno a drganie przy starcie drugie - też się obawiam - i chociaz bardzo mnie denerwują koszty i opóźnienia tego sprzętu to bardzo chciałbym aby wszystko się udało.
cyjanobakteria, 15 października 2021, 11:21
Dokładnie, chodziło mi o wibracje, różne rezonanse i przeciążenia w wybranych fragmentach rakiety wynoszącej ładunek. O takim przeciążeniu wspomniał między innymi ktoś z NASA JPL w kontekście misji Perseverance wraz z Ingenuity, ale widziałem też wspomniane 80 g w innym artykule. Dla przypomnienia, podczas startu wahadłowców na wyrzutnię wtłaczano gargantuiczne ilości wody w celu tłumienia wibracji i fal dźwiękowych. Kiedyś przeczytałem, że inaczej wszytko by się rozleciało zanim by się oderwało od ziemi, ale nie wiem czy to prawda i nie chce mi się teraz sprawdzać
KONTO USUNIĘTE, 15 października 2021, 13:16
To 80g cały czas mnie nurtuje. Obliczyłeś jakie przyspieszenie (a tym samym prędkość) trzeba nadać ciału, aby uzyskać taki wynik?
Z moich cirka szacunków, trza by rakietę zrzucić z 18m na beton.
cyjanobakteria, 15 października 2021, 19:21
To nie jest najlepsza metoda wystrzeliwania rakiet Kierujesz spiczastym czubkiem ku błękitnemu niebu, a ogniem zaburtowym strzelasz w dół tak, aby rakieta szła w górę i nie spadła 18m na beton W branży powszechnie uważa się to za błąd, aczkolwiek inżynierowie z Astry opanowali także metodę wystrzeliwania rakiet w bok
Nie chce mi się szukać informacji na ten temat, ale znalazłem badanie, gdzie autorzy zaproponowali metodę testowania systemów zasilania SMIC (zintegrowane panele) do cube satów. Jeden z testów złożonych z dwóch uderzeń w dwóch zakresach częstotliwości, o ile rozumiem tabelkę, ma wartość przeciążenia 2000 g. Temat trochę wykracza po za moje umiejętności, ale 2000 g to jest odpowiednik wyhamowania 700 km/s do zera w 0.01 s. Jeszcze chwilę poszperałem, dla porównania pocisk z karabinu (na przykład 5.56 mm NATO) może osiągać szczytowe przeciążenie podczas wystrzału nawet na poziomie 100 000 g, a na pewno kilkadziesiąt tysięcy.
https://www.researchgate.net/figure/Mechanical-qualification-test-conditions-used-to-test-the-SMIC-X-refers-to-the-satellite_tbl4_333412800
KONTO USUNIĘTE, 15 października 2021, 19:29
Około 100g to ja osiągnę uderzając młotkiem w kamień. Mnie naprawdę interesuje jak można osiągnąć 80g podczas startu rakiety.
cyjanobakteria, 15 października 2021, 19:44
Ciekawe, nie słyszałem nigdy o HIBEX!
Podczas startu powstaje cała masa drgań w różnych zakresach częstotliwości i w przypadku wystąpienia rezonansów lokalnie potrafi dojść do wysokich przeciążeń.
KONTO USUNIĘTE, 15 października 2021, 19:57
Pocisk rakietowy to całkiem inna masa, ładunek i wymagana szybkość dotarcia do celu. Rakieta kosmiczna z cennym ładunkiem materialnym lub biologicznym, to troszkę coś odmiennego.
cyjanobakteria, 15 października 2021, 20:18
Też nie oczekuje od mojego osiągów Ferrari, wystarczy, że zapali
KONTO USUNIĘTE, 15 października 2021, 20:19
Twój Hibex to nawet do wysokości przelotowej liniowców nie doleci.
cyjanobakteria, 15 października 2021, 20:27
Z tego, co wyczytałem, to HIBEX był prototypem wykorzystanym w pracach nad pociskiem Sprint, który był interoceptorem przechwytującym ICBM. Startował z przeciążeniem ponad 100 g i miał głowicę termojądrową 1 kT. Niech żyje Zimna Wojna, hej! Pik, pik, pik, pikpikpikpikpik!
Więcej do poczytania
http://www.designation-systems.net/dusrm/app4/sprint.html
KONTO USUNIĘTE, 15 października 2021, 20:39
Proponuję, aby do czasu ustalenia przeciążenia na 80g podczas startu tych Falconów. Protonów, Arian, Chang Zhengów pozostać przy nieprzekraczalnym 8g.
cyjanobakteria, 15 października 2021, 20:49
Przecież kolega Winchester precyzyjnie to wytłumaczył na samym początku: "stałe przeciążenie to jedno a drganie przy starcie drugie"
KONTO USUNIĘTE, 15 października 2021, 21:06
No, jakieś żródło to jest.
Ale było wyrażnie:
Czy kolega Winchester też potwierdzi, że drgania podczas startu potrafią osiągać80g lub więcej?
cyjanobakteria, 15 października 2021, 21:09
Zastawiłem małą pułapkę i liczyłem, że złapie się ktoś komu działam na nerwy i mi nawymyśla, ale 3grosze popsuł zabawę
Tego nie napisał, ale wydaje mi się, że rozumie zagadnienie Z resztą mi wystarczy, że powiedział tak inżynier z NASA JPL
Nie dasz rady tak szybko pchać autka! Chyba, że zepchniesz je z klifu
KONTO USUNIĘTE, 15 października 2021, 21:32
Nie chowaj dla siebie jego słów.
Ok. Nie będę męczył.
Owszem, przyspieszenie drgań (wibracji) może osiągać "kosmiczne" wartości, ale wtedy ich amplituda to nanometry i podawanie ich jako "przeciążenia podczas startu rakiety" to mieszanie parametrów.
cyjanobakteria, 15 października 2021, 21:55
To chyba było w jednym z filmów od Veritasium, gdzie rozmawiał o przygotowaniach do misji Perseverance i Ingenuity.
Przeciążenia te powstają podczas startu rakiety To nie moja wina, że fizyka potrafi wymieszać wiele różnych przeciążeń na raz