Самый холодный прибор телескопа Джеймса Уэбба достиг рабочей температуры

Наряду с тремя другими инструментами Уэбба, MIRI сначала охлаждался в тени солнцезащитного козырька, размером с теннисный корт. Температура упала примерно до 90 К (минус 298 F или минус 183 C). Но для снижения температуры ниже 7 К потребовался криоохладитель с электрическим приводом. На прошлой неделе команда прошла особенно сложный этап, называемый «точкой защемления», когда прибор переходит от нагрева в 15 К (минус 433 F, или минус 258 C) до 6,4 К (минус 448 F или минус 267 C).

«Команда охладителей MIRI вложила много сил в разработку процедуры для точки защемления», — сказал Аналин Шнайдер, руководитель проекта MIRI в Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии. «Команда была одновременно взволнована и нервничала, приступая к критическим действиям. В конце концов, это было хрестоматийное выполнение процедуры, и производительность криоохладителя даже лучше, чем ожидалось».

Низкая температура необходима, потому что все четыре прибора Уэбба обнаруживают инфракрасный свет — волны с длиной волны немного больше, чем те, которые может видеть человеческий глаз. Далекие галактики, звезды, скрытые в коконах пыли, и планеты за пределами нашей Солнечной системы излучают инфракрасный свет. Но то же самое можно сказать и о других теплых объектах, включая собственную электронику и оптику Уэбба. Охлаждение детекторов четырех инструментов и окружающего оборудования подавляет эти инфракрасные излучения. MIRI обнаруживает более длинные инфракрасные волны, чем три других прибора, а это значит, что он должен быть еще холоднее.

Другая причина, по которой детекторы Уэбба должны быть холодными, состоит в том, чтобы подавить явление, называемое темновым током, или электрическим током, создаваемым вибрацией атомов в самих детекторах. Темновой ток имитирует истинный сигнал в детекторах, создавая ложное впечатление, что они были поражены светом от внешнего источника. Эти ложные сигналы могут заглушить настоящие сигналы, которые астрономы хотят найти. Поскольку температура является мерой того, насколько быстро вибрируют атомы в детекторе, снижение температуры означает меньшую вибрацию, что, в свою очередь, означает меньший темновой ток.

Как только MIRI достиг температуры 6,4 К, ученые начали серию проверок, чтобы убедиться, что детекторы работают должным образом. Команда MIRI просматривает данные, описывающие состояние прибора, а затем дает прибору ряд команд, чтобы проверить, может ли он правильно выполнять задачи.

«Мы потратили годы, тренируясь для этого момента, выполняя команды и проверки, которые мы делали на MIRI», — сказал Майк Ресслер, научный сотрудник проекта MIRI в JPL. «Это было похоже на сценарий фильма: все, что мы должны были сделать, было записано и отрепетировано. Когда поступили данные испытаний, я был в восторге, увидев, что все выглядит именно так, как ожидалось, и что у нас есть исправный инструмент».

Есть еще много проблем, с которыми придется столкнуться команде, прежде чем MIRI сможет начать свою научную миссию. Теперь, когда прибор охлажден до рабочей температуры, члены команды сделают тестовые изображения звезд и других известных объектов, которые можно использовать для калибровки и проверки работы и функциональности прибора. Команда проведет эту подготовку вместе с калибровкой трех других инструментов, предоставив первые научные изображения Уэбба этим летом, пишет phys.org.