Il 25 dicembre 2021, il lanciatore pesante Ariane 5 ha finalmente spinto nello spazio il telescopio spaziale James Webb (JWST). Dopo trenta giorni di volo, il successore del telescopio spaziale Hubble ha raggiunto la sua destinazione nel cosiddetto punto di Lagrange, a 1,5 milioni di chilometri dalla Terra. Da questo punto, il telescopio viaggerà intorno al Sole, insieme alla Terra. Utilizzando specchi e rivelatori, JWST può guardare in un passato lontano - fino agli albori del nostro universo. Per fare ciò, il telescopio utilizza la radiazione dalla parte rossa della luce visibile (0,6 µm) fino all'infrarosso medio (28 µm). La sua missione è quella di scoprire le origini del nostro universo e, dall'11 luglio, il JWST sta inviando immagini affascinanti dalle profondità dello spazio. Durante l'assemblaggio del JWST, che ha un valore di svariati miliardi di dollari, la tecnologia PI è venuta in soccorso più volte in situazioni critiche.
Hexapod per il Posizionamento Preciso dei Segmenti dello Specchio Principale
Lo specchio principale o primario del JWST, leggero ed estensibile, è diviso in 18 parti esagonali su una superficie girevole, con un diametro di oltre 6,5 metri. In condizioni di piena operatività, questo specchio principale è grande quasi quanto un campo da tennis. "Affinché la combinazione di segmenti di specchio funzioni come un singolo elemento, è necessario che essi siano posizionati a pochi millimetri l'uno dall'altro, con una precisione di una frazione di millimetro. Un operatore umano non è in grado di posizionare gli specchi in modo così preciso, quindi abbiamo sviluppato un sistema robotico di assemblaggio", ha dichiarato Eric Smith, direttore del programma del Telescopio Spaziale James Webb della NASA, presso la sede centrale di Washington (fonte: >> NASA).
Per installare con precisione i segmenti, il braccio robotico con all'estremità uno specifico hexapod PI può muoversi in sei direzioni. In questo modo, i singoli elementi dello specchio possono essere spostati e posizionati con estrema precisione grazie alla struttura del telescopio. Mentre un team di ingegneri manovra il braccio robotico, un secondo team effettua misurazioni con il laser per garantire che ogni segmento di specchio sia perfettamente posizionato, imbullonato e incollato prima di montare il successivo.
Misurazione dello Specchio Durante il Raffreddamento
Durante il raffreddamento alle temperature dello spazio, i segmenti dello specchio e la loro struttura di supporto sono sottoposti a elevati livelli di stress termico. Determinare in anticipo la deformazione risultante e tenerne conto durante il processo di progettazione è estremamente complesso. Per osservare il comportamento dei segmenti durante il raffreddamento, sono stati condotti test del fronte d'onda ottico e test di deformazione termica strutturale ai raggi X & Cryogenic Facility (XRCF) del Marshall Space Flight Center. Per la complessa configurazione di prova è stata utilizzata una versione personalizzata dell'Hexapod H-850. Per registrare la deformazione dello specchio durante il raffreddamento partendo dalla temperatura ambiente, è stato montato sull'Hexapod un interferometro specifico. L'Hexapod consente di posizionare e allineare l'interferometro in modo semplice e allo stesso tempo con grande precisione per ciascun valore target di temperatura.
Calibrazione dello Strumento NIRSpec
Lo Strumento NIRSpec (Near Infrared Spectrograph) integrato in JWST è uno spettrografo che copre un intervallo di lunghezza d'onda compreso tra 0,6 e 5 µm. Esso è in grado di registrare simultaneamente gli spettri di un massimo di 100 oggetti. Durante la calibrazione di questo oggetto, sono state simulate le condizioni operative nello spazio, in particolare temperature di 77 K (- 196,1 °C) e condizioni di alto vuoto. A questo scopo sono stati utilizzati diversi assi lineari PI. Utilizzando un tipo speciale di alluminio chiamato Dispal®, gli assi hanno potuto essere progettati per funzionare senza errori alle condizioni climatiche richieste.
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