Welche Aspekte des JWST-Wellenfrontprozesses sind am zeitaufwändigsten?

Die NASA schätzt derzeit , dass der bevorstehende Wellenfrontprozess zur Ausrichtung der Spiegelsegmente des JWST etwa drei Monate dauern wird .

Diese Beschreibung des WFSC-Prozesses zeichnet ein Bild zahlreicher Phasen, die Varianten von Prozessen ähnlicher Art beinhalten:

  • Erfassen Sie ein Bild mit den aktuellen Hardwarepositionen
  • Führen Sie eine Bildverarbeitung durch, die neue und vorherige Bilder enthält, um zu verstehen, welche Positionsänderungen als Nächstes vorgenommen werden müssen
  • Änderungen an einer oder mehreren Hardwarepositionen vornehmen
  • Wiederholen Sie dies, bis die Ausrichtung zufriedenstellend ist

Von diesen drei Prozessen (Bilderfassung, Bildverarbeitung und Ansteuerung) kann jeder je nach technischer Anwendung manchmal sehr schnell und manchmal sehr langsam sein.

Wenn sie alle sehr schnell wären, aber aus vielen Iterationen bestehen, wäre vielleicht auch die Kommunikation zwischen JWST und Mission Control wichtig (es gibt einige Hinweise darauf, dass die Bildverarbeitung auf Hochleistungs-Computing-Clustern angewiesen sein wird, die vermutlich bodengebunden sind zu).

Wenn zwischen den Schritten des Prozesses viele wichtige menschliche Entscheidungen zu treffen sind, können erhebliche Teile der Zeit vergehen, in denen keine der oben genannten Vorgänge stattfinden.

Was also beschäftigt die JWST in diesen Monaten am meisten?

Es mag nicht so lange dauern, Weltraumagenturen haben schon lange gelernt, in ihre Zeitschätzungen einen Fudge-Faktor einzubauen, damit sie Erwartungen setzen. Wenn sie 6 Wochen sagen und es eine Minute länger dauert, dann sind es nationale Nachrichten und ein Strom von Kritik, wenn sie 3 Monate sagen und es 6 Wochen und eine Minute dauert, werden sie beglückwünscht.
@GdD Wie lange es auch dauert, ich finde es interessant zu wissen, woraus die meiste Zeit besteht
Ich auch @Will, es ist eine gute Frage und ich freue mich auf die Antworten.
Ein Faktor ist sicherlich die Anzahl der Variablen. Sie haben 18 Spiegel mit jeweils 6 Aktuatoren. Und jeder Spiegel reflektiert ein Bild. Es gibt keine Fensterläden, sodass Sie ein Bild erhalten, das alle Bilder von jedem Spiegel überlagert. Also müssen Sie zuerst herausfinden, welchen Spiegel Sie bewegen (oder biegen) müssen, um welchen Fehler zu korrigieren. Und ja, 10 Minuten RTT helfen nicht.
@kruemi das ist der Inhalt meiner Frage. Dauert es länger, herauszufinden, welcher Spiegel zu bewegen ist, die Spiegel zu bewegen, genug Licht einzufangen oder Daten zwischen diesen Phasen zu übertragen?
IMO wird die meiste Zeit von "Humans in the Loop" in Anspruch genommen. JWST ist ein Vermögenswert von 10 Milliarden US-Dollar. Die großen Namen, die das große Geld verdienen, werden verdammt sicher sein, dass die großen Köpfe (die das nicht so große Geld verdienen) die richtigen Schritte machen. Das bedeutet Zeit zum Nachdenken, Überdenken, Testen, erneuten Testen, Losdrücken und trotzdem Daumen drücken und ein wenig beten.

Antworten (1)

Ihnen fehlen mehrere Puzzleteile. Ein Teil ist die operative Tendenz der NASA, zu wenig zu versprechen / zu viel zu liefern. (Dies gilt anscheinend nicht für den Prozess des Baus von Raumfahrzeugen.) Wenn es nur 2,5 Monate dauert, wird sich niemand darüber beschweren, dass das Ops-Konzept zu pessimistisch war. Die Schätzung wurde relativ pessimistisch angelegt. Einige kleinere Störungen werden auf dem Weg unweigerlich auftreten.

Zum Beispiel könnten sie zunächst nur 16 Bilder des Leitsterns sehen. (Es sollten 18 sein, einer pro Segment.) Das ist kein Fehler; es ist ein kleiner Fehler. Es wird einige Zeit dauern, um herauszufinden, welches der Segmente einer größeren Neuausrichtung bedarf, und dann noch etwas mehr Zeit, um die Neuausrichtung durchzuführen. Wenn sie beim ersten Versuch 18 Bilder sehen, haben sie mehrere Tage im Ausrichtungsprozess gespart. Die Annahme, dass dies der Fall sein wird, ist jedoch ein Beispiel für zu viel Versprechen.

Ein weiterer Schlüsselfaktor ist, dass das JWST nicht in Echtzeit arbeitet. Stattdessen zeichnet es Bilder im Laufe eines Tages auf und verbindet dann die aufgezeichneten Bilder und Telemetriedaten während täglicher vierstündiger Kontakte mit dem DSN. In dieser Kontaktzeit werden auch Befehle für den kommenden Tag an das Raumschiff übertragen. Dies verlangsamt den Prozess.

Ein weiterer Faktor ist, dass es sich um ein Raumschiff im Wert von 10 Milliarden US- Dollar handelt. Man sendet nicht willkürlich Befehle an ein 10 Milliarden Dollar (US) teures Raumschiff. Es ist ein bisschen wie das Kochen von Bruststücken: Langsam und niedrig. Die Befehle an die Segmentaktoren müssen klein sein. Wenn große Änderungen erforderlich sind, dauert dies mehrere Tage. Darüber hinaus wird höchstwahrscheinlich ein separates Team die Befehlssequenz verifizieren und validieren, die vom Segmentausrichtungs-/Wellenfronterfassungs- und -steuerungsteam generiert wird.

Ich wollte nicht wirklich andeuten, dass die Langzeitschätzung überhaupt überraschend oder erklärungsbedürftig war; nur um eine Aufschlüsselung dessen zu bekommen, womit die meiste Zeit verbracht wird. Sie haben dies teilweise mit Ihrer Beschreibung der täglichen Kontaktfenster beantwortet. Haben Sie zwischen diesen Zeiträumen ein Gefühl dafür, ob die Anweisungen für einen Tag normalerweise aus vielen vorgegebenen Bildern und Bewegungen bestehen oder aus einer sehr langsamen? Ein paar Minuten Bildaufnahme gefolgt von Stunden langsamer Spiegelbewegung?
Welche Aspekte des JWST-Wellenfrontprozesses sind am zeitaufwändigsten?
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