Il telescopio spaziale James Webb termina i test funzionali

Un'immagine ravvicinata dello specchio primario del JWST, realizzato in berillio e rivestito in oro. ©NASA/Chris Gunn

Il mese di febbraio ha segnato progressi significativi per il James Webb Space Telescope della NASA, che ha completato i test sulla performance funzionale presso le strutture della Northrop Grumman di Redondo Beach, in California.

I team di tecnici hanno completato con successo due importanti capitoli del processo globale di test del satellite, i quali hanno confermato che l’apparato elettronico interno dell’osservatorio funziona come previsto e che il veicolo spaziale con i suoi quattro strumenti scientifici (Near Infrared Camera, Near Infrared Spectrograph, Mid-Infrared Instrument e Fine Guidance Sensor/Near Infrared Imager and Slitless Spectrograph) può inviare e ricevere opportunamente i dati tramite lo stesso network che verrà impiegato nello spazio. Il completamento di queste due importanti procedure avvicina sempre di più James Webb al lancio previsto per il prossimo ottobre.

Infografica del JWST ©NASA

Questi test sono noti come Comprehensive Systems Test, svolti presso la Northrop Grumman, e Ground Segment Test, tenutisi in collaborazione con lo Space Telescope Science Institute di Baltimora.

Il Comprehensive Systems Test è un completo test sui sistemi che ha verificato le performance elettriche dell’intero osservatorio e di ciascuno dei suoi componenti. Conclusi i test ambientali (Launch Environment Test), i tecnici e gli ingegneri hanno ripetuto il Comprehensive Systems Test comparandone i dati ottenuti. Dopo un attento esame, il team ha confermato che l’osservatorio sarà in grado di affrontare i rigori della fase di lancio sia dal punto di vista meccanico sia da quello elettronico.

Nel corso di diciassette giorni consecutivi di test i tecnici hanno attivato tutti i componenti elettrici del JWST, effettuando cicli delle operazioni pianificate per assicurarsi che ciascun sistema stesse funzionando e comunicando con gli altri secondo quanto stabilito dal progetto. Tutte le centraline elettriche del telescopio hanno un lato A e un lato B che permettono la ridondanza durante il volo aggiungendo inoltre flessibilità. Durante il test tutti i comandi sono stati immessi correttamente, tutta la telemetria ricevuta era conforme e tutte le centraline con i relativi backup hanno funzionato secondo quanto previsto.

«È stato stupefacente poter testimoniare il livello di esperienza, impegno e collaborazione di tutto il team durante questo importante processo» ha commentato Jennifer Love-Pruitt, responsabile ingegneristico elettrico del telescopio per la Northrop Grumman. «È decisamente un momento di orgoglio perché abbiamo dimostrato che dal punto di vista elettrico il JWST è pronto, di conseguenza siamo pronti al lancio e alle operazioni orbitali».

Nel corso del test completo finale sui sistemi i tecnici hanno acceso tutti i componenti elettrici del James Webb Space Telescope eseguendo dei cicli di operazioni pianificate per assicurarsi che ciascuno fosse funzionante e in grado di comunicare con gli altri. ©NASA/Chris Gunn

Il JWST è pronto ad affrontare lo stress legato alla fase di lancio

A seguito del completamento della valutazione omnicomprensiva finale dei sistemi del telescopio Webb, i tecnici si sono subito dati da fare per iniziare i preparativi per il prossimo gran passo, quello dei test al segmento di terra, o Ground Segment Test. Questo test simula l’intero processo che va dalla pianificazione delle osservazioni all’inserimento dei dati nell’archivio della comunità degli scienziati.

In primo luogo è stato creato un piano simulato, che sarebbe stato poi seguito da ciascuno degli strumenti del telescopio spaziale. I comandi per accendere, muovere e operare in sequenza ciascuno dei quattro strumenti sono quindi stati trasmessi dal Mission Operation Center (MOC) di Webb allo Space Telescope Science Institute (STScI) di Baltimora. Nel corso del test l’osservatorio è stato gestito come se fosse stato in orbita a milioni di chilometri; per fare questo il team delle operazioni di volo ha connesso il telescopio spaziale al Deep Space Network, una schiera di gigantesche antenne radio che la NASA usa per comunicare con diverse missioni automatiche. Tuttavia, poiché il JWST non è ancora in volo, è stato impiegato dello speciale equipaggiamento per emulare il collegamento radio fra Webb e il Deep Space Network quando l’osservatorio spaziale sarà in orbita. I comandi sono quindi stati ritrasmessi tramite l’emulatore del Deep Space Network al telescopio presso la Northrop Grumman.

Uno degli aspetti unici del test finale del segmento di terra è avvenuto durante la fase di ambiente di volo simulato, quando il team ha praticato con successo il passaggio ininterrotto del controllo dal suo MOC principale presso lo STScI di Baltimora, al MOC di backup presso il Goddard Space Flight Center della NASA, di Greenbelt, Maryland. Ciò ha dimostrato l’efficacia del piano di backup e ha permesso al personale di esercitarsi nel caso in cui si rendesse necessario. Inoltre, sono state inviate all’osservatorio diverse patch di software mentre esso stava eseguendo le operazioni previste.

Nel dicembre 2020 si sono svolti gli ultimi controlli sugli strati che compongono lo schermo solare del JWST. ©NASA/Chris Gunn

Tutte le fasi di test si sono svolte nell’ambiente pandemico che da oltre un anno sta influenzando le nostre vite, e secondo quanto dichiarato da Bonnie Seaton, vice responsabile delle operazioni e del segmento di terra presso Goddard, il team ha completato un eccellente lavoro anche con le limitazioni e le imposizioni legate al protocollo anti COVID-19. Tutto questo grazie ai molti mesi di preparazione, alla maturità dei sistemi, delle procedure, dei prodotti e alle competenze del team.

Quando Webb sarà nello spazio, i comandi fluiranno dallo STScI verso una delle tre località del Deep Space Network: Goldstone, California; Madrid, Spagna o Canberra, Australia. I segnali verranno quindi inviati al telescopio orbitante a circa 1 milione e mezzo di km di distanza. Inoltre, la rete di satelliti Tracking and Data Relay Satellite della NASA (Space Network in New Mexico), la stazione dell’agenzia spaziale europea di Malindi, in Kenya, e l’European Space Operations Centre sempre dell’ESA, di Darmstadt in Germania, saranno d’aiuto per mantenere una costante linea di comunicazione con il JWST.

Ora il team del telescopio si sta preparando per la prossima serie di operazioni fondamentali, le quali includeranno il ripiegamento finale dello schermo solare e l’estensione dello specchio, prima della spedizione al sito di lancio.

Fonte: NASA

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Luca Frigerio

Impiegato nel campo delle materie plastiche e da sempre appassionato di spazio, basket e birra. E' iscritto a forumastronautico.it dal Novembre 2005 e da diversi anni sfoga parte della sua passione scrivendo per astronautinews.it. E' consigliere dell'Associazione Italiana per l'Astronautica e lo Spazio (ISAA)