Хотя телескоп Уэбба сосредоточит на звездах и галактиках приблизительно 13,5 миллиардов световых лет далеко, его вид проходит подобный процесс, как Вы были бы, если Вы перенесли лазерную операцию исправления видения, чтобы быть в состоянии сосредоточить на объекте 10 футов через комнату. В орбите во втором пункте (L2) Лагранжа Земли, далеком от помощи земного доктора, Уэбб будет использовать ее почти инфракрасную камеру (NIRCam) инструмент, чтобы помочь выровнять ее основные сегменты зеркала спустя приблизительно 40 дней после запуска, как только они развернулись от их невыровненного убранного положения и охладились к их рабочим температурам.Лазерная хирургия исправления видения изменяет роговую оболочку глаза, чтобы удалить недостатки, которые вызывают проблемы со зрением как близорукость. Роговая оболочка – поверхность глаза; это помогает сосредоточить лучи света на сетчатке позади глаза, и хотя это, кажется, однородно и гладко, это может быть деформированным и рябым с вмятинами, впадинами и другими недостатками, которые могут затронуть вид человека.
Относительное расположение основных сегментов зеркала Уэбба после запуска будет эквивалентом этих роговичных недостатков, и инженеры на Земле должны будут сделать исправления к позициям зеркал, чтобы принести им в выравнивание, гарантируя, что они произведут острые, сосредоточенные изображения.Эти исправления сделаны посредством процесса, названного ощущением фронта импульса и контролем, который выравнивает зеркала к в десятках миллимикронов.
Во время этого процесса датчик фронта импульса (NIRCam в этом случае) измеряет любые недостатки в выравнивании сегментов зеркала, которые препятствуют тому, чтобы они действовали как единственное, 6,5-метровое (21,3-футовое) зеркало. Хирург-офтальмолог, проводящий управляемую фронтом импульса лазерную операцию исправления видения (процесс, который был улучшен технологией, разработанной, чтобы сформировать зеркала Уэбба) так же, измеряет и трехмерно наносит на карту любые несоответствия в роговой оболочке. Система кормит этими данными лазер, хирург настраивает процедуру для человека, и лазер тогда изменяется и повторно появляется роговая оболочка согласно той процедуре.Инженеры на Земле не будут использовать лазер, чтобы таять и измениться, зеркала Уэбба (не стесняйтесь давать вздох облегчения); вместо этого, они будут использовать NIRCam, чтобы взять изображения, чтобы определить, насколько они должны приспособить каждый из 18 основных сегментов зеркала телескопа.
Они могут приспособить сегменты зеркала посредством чрезвычайно мелких движений семи приводов головок каждого сегмента (крошечные механические двигатели) – в шагах приблизительно 1/10,000-го диаметр человеческих волос.Ощущение фронта импульса и процесс контроля сломаны в две части – грубая фазировка и прекрасная фазировка.Во время грубой фазировки инженеры указывают телескоп к яркой звезде и используют NIRCam, чтобы найти любые большие погашения между сегментами зеркала (хотя «большой» относительно, и в этом случае это означает всего лишь миллиметры).
У NIRCam есть специальное колесо фильтра, которое может выбрать, или фильтр, определенные оптические элементы, которые используются во время грубого процесса фазировки. В то время как Уэбб смотрит на яркую звезду, grisms в колесе фильтра распространит белый свет звезды на датчике. Grisms, также названные скрипучими призмами, используются, чтобы отделить свет различных длин волны. Наблюдателю эти различные длины волны появляются как параллельные линейные сегменты на датчике.
«Свет от каждого сегмента вмешается в смежные сегменты, и если сегменты не выровнены с лучше, чем длина волны света, то вмешательство обнаруживается как образцы полюса парикмахера», объяснил Ли Файнберг, оптический менеджер по элементу телескопа по телескопу Уэбба в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, Мэриленд. «Анализ образцов полюса парикмахера говорит инженерам, как переместить зеркала».Во время прекрасной фазировки инженеры снова сосредоточат телескоп на яркой звезде. На этот раз они будут использовать NIRCam, чтобы взять 18 расфокусированных изображений той звезды – один от каждого сегмента зеркала.
Инженеры тогда используют компьютерные алгоритмы, чтобы определить полную форму основного зеркала от тех отдельных изображений и определить, как они должны переместить зеркала, чтобы выровнять их. Эти алгоритмы были ранее проверены и проверены на 1/6-й масштабной модели оптики Уэбба, и реальный телескоп испытал этот процесс в криогенной, душной среде Палаты в Космическом центре имени Джонсона НАСА в Хьюстоне.
Инженеры пройдут многократные прекрасно поэтапно осуществляющие сессии, пока те 18 отдельных, расфокусированных изображений не станут единственным, ясным изображением.После того, как инженеры выравнивают основные сегменты зеркала, они должны выровнять вторичное зеркало к предварительным выборам, затем выровнять и основные и вторичные зеркала к третичному зеркалу и научным инструментам.
Хотя инженеры заканчивают начальное выравнивание с NIRCam, Файнберг объяснил, что они также проверяют выравнивание с другими инструментами Уэбба, чтобы гарантировать, что телескоп выровнен «по всей области».Весь процесс выравнивания, как ожидают, займет несколько месяцев, и как только Уэбб начинает делать наблюдения, его зеркала должны будут быть проверены каждые несколько дней, чтобы гарантировать, что они все еще выровнены – так же, как кто-то, кто перенес лазерную операцию исправления видения, наметит регулярные посещения врача-окулиста, чтобы удостовериться, что их видение не ухудшается.