El ingeniero óptico de Ball Aerospace, Larkin Carey, se refleja en el espejo secundario del telescopio Lopeck mientras está acostado. James Webb mientras filma la línea de visión del equipo que participa en la prueba más importante de la óptica del telescopioEn marzo de 2016, los ingenieros de la NASA
completaron con éxito
la instalación de un espejo secundario en el telescopio James Webb. El espejo principal del telescopio, la superficie colectora de una forma parabólica cóncava, consta de 18 fragmentos que reflejan la luz en el espejo secundario de una forma hiperbólica convexa. A su vez, el espejo secundario dirige la luz recogida a través del centro del espejo primario hacia los
instrumentos científicos detrás de él.
Para un enfoque preciso, los sujetadores del espejo principal no pueden ser desplazados por más de 38 nanómetros. Este es un sistema muy preciso en el que todos los sujetadores deben estar perfectamente alineados. Después de montar el espejo secundario, el telescopio se ha probado en una cámara criogénica durante más de un año, donde se verifica la fiabilidad y el funcionamiento correcto de todos sus sistemas en condiciones cercanas a las reales (simulación espacial). En octubre de 2017, llegó el momento de la prueba más importante de todo el sistema óptico del telescopio en su conjunto: espejos primarios, secundarios y terciarios junto con equipos científicos.
El sistema óptico James Webb se muestra esquemáticamente en la animación a continuación. Muestra que la luz recogida por el espejo secundario pasa a través del centro del espejo principal a los instrumentos científicos. El subsistema óptico Aft Optics Subsystem (AOS) se instala en el centro del espejo principal con un espejo terciario y un espejo de dirección fina, que realiza la estabilización óptica y enfoca con precisión la luz en los sensores de los equipos científicos. Un espejo terciario también sirve para eliminar las distorsiones ópticas que son comunes a todos los telescopios ópticos.
En la parte superior del subsistema óptico AOS, se instalan accesorios ASPA (Ensamblaje de placa fuente AOS), que en el costado se ve como un "cono de nariz" negro que sobresale del centro del espejo principal. En él se ubican el espejo terciario y el espejo de ajuste fino. Se requiere este hardware de montaje para preconfigurar el sistema óptico AOS, y antes de lanzarse a la órbita, se eliminará el ASPA del telescopio.
Durante las pruebas, el sistema ASPA desempeñó el papel de "estrellas artificiales", es decir, generó pulsos láser a diferentes longitudes de onda.
En la primera parte de las pruebas, ASPA dirigió el láser directamente a la óptica AOS, desde donde la luz cayó sobre los instrumentos científicos a través de un espejo terciario y un espejo de ajuste fino. Esta parte de las pruebas probó el rendimiento del propio sistema AOS y la interacción de la óptica con el equipo científico. Es muy importante que la prueba confirme la correcta instalación del espejo terciario, ya que está fijado rígidamente e inmóvil, de modo que su posición no es ajustable.
En la segunda parte de las pruebas, los rayos láser ASPA recorren un camino más largo. Primero, se envían al espejo secundario, se reflejan desde él en el espejo principal, luego se ensamblan en el espejo secundario y desde allí ingresan al sistema AOS, siguiendo la misma ruta. Esta prueba completa involucra todos los sistemas ópticos en su conjunto. Comprueba no solo la alineación del espejo principal, sino que también verifica completamente el rendimiento de James Webb como un diseño único. Dado que el propio telescopio genera rayos y registra su reflejo en todos sus espejos, dicha prueba puede considerarse en cierto sentido un autorretrato o, como está de moda decir, "selfie" o "self".
Ambas pruebas confirmaron que los espejos ahora están correctamente alineados entre sí, y también se pueden alinear en el espacio.
Cámara de prueba criogénica de James WebbAntes de realizar la prueba final, el ingeniero óptico de Ball Aerospace, Larkin Carey, ayudó a desplegar el centro del espejo principal en un cajón y fotografiar el reflejo del espejo principal en el secundario. La NASA asegura que durante el procedimiento se siguieron estrictamente todos los protocolos de seguridad para trabajar en el espejo. Todo estaba completamente estéril. Parece que ni una sola partícula extraña cayó sobre el espejo de berilio principal con una película de oro, y el ajuste de nanometría de los sujetadores se mantuvo sin cambios.
El ingeniero conecta los cables ópticos a ASPA, colocándose en un cajón sobre el espejo principalLos protocolos de seguridad para trabajar en el espejo son necesarios, porque al conectar ASPA, ese trabajo inevitablemente tendría que llevarse a cabo: los ingenieros instalaron y conectaron manualmente más de 100 cables ópticos sobre el espejo principal.
El ingeniero conecta los cables ópticos a ASPA, colocándose en un cajón sobre el espejo principalUna vez completadas las pruebas criogénicas, la óptica y los instrumentos científicos del telescopio James Webb serán transferidos a la compañía Northrop Grumman en California, donde se integra con los elementos de la nave espacial: una visera y un autobús. Todos los elementos se ensamblan y se convertirán en el observatorio del espacio orbital con el nombre de James Webb. Después del ensamblaje final, toda la estructura pasará nuevamente por una serie de pruebas y simulaciones de ejecución.
El lanzamiento del telescopio James Webb está programado para la primavera de 2019. Este instrumento científico será el observatorio espacial más poderoso: durante la próxima década, se convertirá en una especie de "ojos" de la humanidad en el espacio.