新しい宇宙望遠鏡はこれまで製造されたことのない素材を採用、NASAは問題なしと発表

ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の開発に取り組んでいるNASAのエンジニアたちは、多くのことをゼロから行っています。たとえば、新しい鏡や折り畳み式の宇宙繭を設計しなければなりませんでした。しかし、彼らの最新の仕事は、最も素晴らしいものかもしれません。宇宙の最も寒い場所でも耐えられるように、彼らはまったく新しい複合材料を発明しました。彼らはそれをアンオブタニウムと名付けました。

ウェッブ望遠鏡の心臓部は、車ほどの大きさの統合科学機器モジュールで、ここに望遠鏡のすべての機器がぎっしりと詰め込まれている。望遠鏡の高精度光学系には安定性が求められるため、シャーシは地球から 100 万マイル離れた極寒の地でも歪まないほど頑丈でなければならない。しかし、打ち上げのストレスにも耐えられるほど頑丈でなければならない。

エンジニアたちは、これらの基準を満たす材料を見つけるために科学文献をくまなく調べたが、何も見つからなかった。彼らは、何かを作り出さなければならないと判断し、数学モデルを使用していくつかの成分を測定した。最終的に、彼らは炭素繊維/シアネートエステル樹脂システムと呼ばれるものを生み出す2つの複合材料を見つけた。

これはシャーシの 3 インチ チューブを作るのに最適でしたが、エンジニアたちはそれをどのように組み立てるかをまだ考えなければなりませんでした。ISIM には約 900 個の部品があります。最終的に、彼らはニッケル合金の継手、クリップ、そして彼らが発明した接着剤で接合された特殊な複合板など、いくつかの方法を使用しました。

これらをすべて作った後、彼らはそれをどのようにテストするかを考えなければなりませんでした。ゴダード宇宙飛行センターの3階建ての宇宙環境シミュレーターは十分に冷えていなかったからです。

2014 年に打ち上げられた後、ウェッブ望遠鏡はラグランジュ点で冷却される。ラグランジュ点は、地球と月の重力場が均衡し、その間に衛星を配置できる特別な宇宙点である。巨大な宇宙傘によって太陽から保護されたウェッブ望遠鏡の機器は、毎日約 39 ケルビン (華氏 -389.5 度) の温度にさらされる。シミュレーターは、他のほとんどの宇宙機器のテストには十分な約 100 ケルビンまでしか到達できない。

しかし、研究チームは、ひび割れが起きないように、トラスを冥王星の表面温度とほぼ同じ 27 K まで冷却したいと考えました。そこで、ツナ缶に似た覆いを作り、それを試験室に挿入しました。試験室から空気を抜くと、覆いの中にヘリウムを注入してトラスを 27 K まで冷却しました。

26日間のテスト中、ひび割れは発生しなかった。数学モデルが示すように、温度が27Kに達すると、170ミクロン（針の幅程度）収縮した。NASAのワープ限界は500ミクロンなので、この超素材は価値を証明した。

「問題ありません」とISIMの主任機械エンジニア、ジム・ポンティウス氏は言う。

「テクノロジーの課題こそが、人々をこのプログラムに惹きつけたのです」と彼は語った。

米航空宇宙局（NASA）