Wird das James-Webb-Weltraumteleskop eine Neuausrichtung der Hauptspiegelsegmente benötigen?

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Das James-Webb-Weltraumteleskop wird Primärspiegelsegmente und Sekundärspiegel im Weltraum ausrichten.

Die Frage ist, ob diese im Laufe des Betriebs neu ausgerichtet werden müssen? Und wie oft wenn ja?

Das ist eine großartige Frage! Bei einer so großen Struktur und selbst bei Materialien mit niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten ist es möglich, dass selbst kleine Änderungen der Temperatur (oder ihres Gradienten) aufgrund von Orientierungsänderungen eine gewisse Neueinstellung erfordern. Es ist auch möglich, dass dies nach einiger Zeit der Datenerfassung vorhersehbar und sogar präventiv wird.
Ich bin mir ziemlich sicher, dass es so wäre, obwohl "wie oft" viel schwieriger zu erraten ist. (Vermutlich wird dies regelmäßig überwacht und bei Bedarf angepasst.)

Antworten (2)

Jedes der Spiegelsegmente von James Webb ist durch sieben kleine Motoren, sogenannte Aktuatoren , verstellbar . Aufgrund thermischer Schwankungen müssen die Segmente zwar gelegentlich nachjustiert werden.

Wie oft genau ist ein Kompromiss zwischen gewünschter Bildqualität und wertvoller wissenschaftlicher Beobachtungszeit, wie von Park et al. (2017) , die ein thermisches Modell entwickeln, aber scheinbar kein Intervall zwischen Neuanpassungen empfehlen.

Das sagt ein älteres Verfahren von Mather (2010).

es wird […] erwartet, dass der JWST-Primärspiegel etwa alle zwei Wochen neu justiert wird.

was durch diesen kürzlich erschienenen SPIE-Artikel untermauert wird .

Ich vermute, dass die 14-tägige "Abtastperiode" ein Kompromiss zwischen der (berechneten) Bandbreite aller thermischen Effekte, der für eine Korrektur erforderlichen Energiemenge und der Bildverschlechterung aufgrund des Verlusts der Primärfigur ist. Im Vergleich dazu müssen bodengestützte adaptive Optiken mit derselben Regelschleife in der Größenordnung von einem kHz laufen, um atmosphärische Bandbreiten von bis zu 100 Hz oder so zu kompensieren.
Erstaunliche Antwort, danke, Pela. @CarlWitthoft, funktioniert die bodengestützte adaptive Optik nicht ganz anders?
Guter Punkt mit der benötigten Leistung, @CarlWitthoft, was für bodengestützte oder LEO-Teleskope kein Problem darstellt. Meine ungebildete Vermutung wäre, dass die zum Einstellen der Spiegel erforderliche Kraft (normalerweise um Bruchteile einer Wellenlänge, glaube ich) im Vergleich zum Schwenken des Teleskops und zum Positionieren von Instrumenten, Filtern, Koronographen, Schlitzen usw. vernachlässigbar ist, aber das tue ich nicht eigentlich wissen.
@akostadinov ja und nein :-) . Beide umfassen das Analysieren von Phasenfehlerquellen und das Manipulieren eines Spiegels (biegbar oder segmentiert), um diesen Fehler zu beseitigen.

Willkommen "akostadinov", und willkommen auch von mir! In der Tat, eine großartige Frage.. Um eine Antwortdiskussion zu beginnen, verstehen Sie, dass jeder der 18 Hauptspiegel des Webb glaube ich 5 motorisierte Einstellpunkte (Korrektur - 6 Stellmotoren!) Für genau das, was Sie fragen! Ja, sobald alles verriegelt und eingesetzt ist, wird es eine Ausrichtungs-/Kollimationsphase geben, um alle Optiken in die richtige Position zu bringen, was in einem Primärsystem mit mehreren Spiegeln unerlässlich ist. Ich kann mir vorstellen, dass diese Spiegel im Laufe der Zeit gelegentlich angepasst werden, aber ich weiß nicht, mit welcher Regelmäßigkeit. Mit dem Multi-Spiegel-Keck-Observatorium hier auf der Erde "verzerren" sie tatsächlich die Primärsegmente basierend auf dem, was sie beobachten! Hoffe das hilft! Prost..twg.