Watch This Space: Webb Science met Nobelprijswinnaar John Mather

Anonim


Kijk nu:

NASA-beheerder Jim Bridenstine ging onlangs samen met Nobelprijswinnaar John Mather en de Associate Administrator for Science, Thomas Zurbuchen van het bureau, een gesprek aan over NASA's James Webb Space Telescope.

Jim Bridenstine: Hallo en welkom bij Watch This Space. Ik ben Jim Bridenstine, de NASA-beheerder en vandaag gaan we het hebben over de James Webb-ruimtetelescoop die de manier zal veranderen waarop we niet alleen ons sterrenstelsel zien, maar ook de andere sterrenstelsels en het hele universum. Sterker nog, we gaan terug naar het allereerste begin van de tijd met de James Webb Space Telescope.

Vandaag heb ik twee geweldige gasten Dr. John Mather is Nobelprijswinnaar van de NASA en hij is ook de senior projectwetenschapper op de James Webb Space Telescope en Dr. Thomas Zurbuchen, associate administrator van het directoraat voor wetenschappelijke missies hier bij NASA. Heren, bedankt dat u vandaag bij mij bent gekomen.

Sluit je aan bij NASA-beheerder Jim Bridenstine terwijl hij alle aspecten van het ruimtevaartprogramma van Amerika onderzoekt en je in kritische gesprekken nestelt over hoe NASA de toekomst bewandelt in ruimteonderzoek, wetenschappelijk onderzoek en luchtvaartonderzoek.

Bekijk deze afleveringen van Space

Thomas Zurbuchen : Blij om hier te zijn.

John Mather : Blij om hier te zijn.

Jim Bridenstine : geweldig. Dus Dr. Mather, vertel me vanuit jouw perspectief dat je de senior projectwetenschapper op de James Webb Space Telescope zult zijn. Hoe enthousiast ben je over deze missie en waarom?

John Mather : Het is het meest opwindende dat ik me ooit zou kunnen voorstellen om aan te werken. Het is de opvolger van de Hubble Space Telescope en het zal veel krachtiger en veel groter zijn en in staat zijn om dingen te zien die een Hubble nooit zou kunnen zien.

Jim Bridenstine: klopt dat?

John Mather: Zodat het dingen kan zien die de Hubble niet kon zien omdat het groter is en omdat het infrarood licht oppikt wat de Hubble niet kan doen. Dus infrarood licht komt van dingen die te koel zijn om zichtbaar licht uit te stralen. Dus je bent infrarood licht kwijt en daarom bouwen we een telescoop die een hommel kan zien op de afstand van de maan, juist vanaf de hitte die de hommel afgeeft.

Jim Bridenstine: Dus dit stelt ons en het infrarode elektromagnetische spectrum in staat om sterren van heel, heel lang geleden te zien. Vanzelfsprekend, sterren die vandaag niet eens zouden bestaan, maar hun golflengte zoals het naar de aarde is gereisd, is de golflengte uitgebreid en dus bevindt het zich in een ander deel van het elektromagnetisch spectrum en dat is wat we zullen kunnen zien.

John Mather: Dat is een groot deel van het feit dat we de meest verre sterrenstelsels zien die we ons kunnen voorstellen. We zijn op zoek naar de allereerste degenen die vormden nadat de uitbreiding van het universum begon. We noemden het de oerknal en wat gebeurde er daarna? De sterrenstelsels werden gevormd, maar we weten niet hoe.

Jim Bridenstine: Dr. Thomas Zurbuchen u bent de assistent-beheerder van het directoraat van de wetenschappelijke missie, dus u hebt zowel voor dit programma als voor zoveel anderen de verantwoordelijkheid. Deel met ons terug in de tijd hoe James Webb uiteindelijk ontstond als een programma en waar je het in de toekomst ziet gaan.

Thomas Zurbuchen: De vragen die John zojuist aansneed, zijn vragen die al vele decennia bij ons zijn geweest en de telescoop is natuurlijk ontstaan ​​nadat ik het succes van Hubble zou zeggen, dat eigenlijk, ik zou zeggen zonder Hubble, er geen is Webb.

Het is een prachtige telescoop die nog steeds de meest productieve wetenschappelijke machine is die we daarboven hebben. Bijna 1000 publicaties per jaar komen van die ene telescoop, maar net uit een ander rijk. Ik bedoel, het is gewoon zo geweldig.

Dus wat er gebeurde, ongeveer twee decennia geleden, kwamen wetenschappers bij elkaar als onderdeel van de nationale academies en zeiden in principe hetzelfde als wat de volgende grote telescoop zou zijn en ze dachten dat Webb, zoals John zei, om twee redenen belangrijk is.

De eerste is zijn koude, de tweede is groot en die twee eigenschappen hebben echt Webb gedreven en zijn daarna natuurlijk begonnen aan een proces dat het laat evolueren naar waar we nu zijn met een telescoop waarin in feite alle onderdelen zijn gebouwd die in integratie en test.

Jim Bridenstine: Vertel me eens hoe complex een ruimtevaartuig is en hoe complex een wetenschappelijk instrument aan boord is?

Thomas Zurbuchen: Ik ga het hebben over het ruimtevaartuig, ik zal je over het instrument laten praten. En het ruimtevaartuig is om twee redenen ingewikkeld. De eerste is dat het een ingezette spiegel is. Dus het geheel op het (onbegrijpelijke) lijkt op een origami-achtige structuur en dan is er een zeer, zeer nauwkeurige ruimte aangebracht.

Jim Bridenstine: Dus vertel me deze origami-achtige structuur, heb je het over het ruimtevaartuig zelf? Waarom moet het zijn, waar is de origami-achtige structuur voor?

Thomas Zurbuchen: Stel je zo goed voor dat de spiegel zelf 6, 5 m is, dat thermisch beschermingsscherm dat er weer is om alles af te koelen, is het gebied van een tennisbaan. Er is geen raket (sp) waar dat in past.

Jim Bridenstine: Dus het thermische beschermingsscherm alleen voor het publiek hebben we het over iets dat de zon blokkeert, zodat we uiteindelijk de absoluut koudste spiegel kunnen hebben om de hittesignatuur van infrarood te detecteren?

Thomas Zurbuchen: Absoluut. Het blokkeert de zon vijf keer meer dan dat is hoeveel van dergelijke tennisbanen we inzetten, een soort van kleine aluminiumfolies die daar worden ingezet en in de ruimte doen precies wat je zei.

Jim Bridenstine: Oké. Geweldig. Dus dat is complex op zichzelf.

Thomas Zurbuchen: Oh, God is het.

Jim Bridenstine: Hoeveel bewegende delen om dat in te zetten?

Thomas Zurbuchen: Nou, ik bedoel, er zijn tussen de 300 en 350 enkele punten die op de een of andere manier bewegen of op de een of andere manier worden geïmplementeerd om dit te laten gebeuren.

Jim Bridenstine: Oké. En elk van hen moet perfect werken om dit op de juiste manier in te zetten?

Thomas Zurbuchen: De overgrote meerderheid van hen sommigen van hen een aantal, ongeveer 50 of zo als ze niet werken, kunnen we rond werken. De anderen ja, ze moeten werken. Dus, met andere woorden, je kunt niet zomaar een half ontplooide tennisbaan hebben. Het is echt moeilijk om het ruimteschip daadwerkelijk te besturen en het zou niet zo koud worden als het zou moeten zijn.

Jim Bridenstine: Oké. Wat betreft de wetenschappelijke instrumenten aan boord, hoe complex zijn deze en de uitdagingen die we hebben?

Thomas Zurbuchen: Nou, ze zijn erg complex. Wat ze bijzonder moeilijk maakt, is dat ze ook koud moeten zijn. Sommigen lopen op 7 ° Kelvin, heel dicht bij het absolute nulpunt en sommige op 40 ° Kelvin ook erg koud. Dus dit is iets dat we kunnen doen, maar het is niet bekend.

Jim Bridenstine: Dus Dr. Zurbuchen, vertel ons waar zijn we nu met James Webb en wat kunnen we verwachten voor zover wanneer zullen we de eerste wetenschap ervan zien en uiteindelijk wanneer kan het publiek er door worden geïnspireerd?

Thomas Zurbuchen: Dus het goede nieuws is dat alle delen van de telescoop in principe zijn gebouwd. Ze staan ​​helemaal in Californië in één bedrijf en worden geïntegreerd en getest en we zitten nu in het testprogramma van het ruimtevaartuig.

Je weet dat tennisbaan, de zonnekap al deze dingen die we nu aan het testen zijn en eigenlijk alles doen wat we nodig hebben om af te koelen, we schudden het, we schieten er geluid naar toe om te zorgen dat het de lancering en zo voort kan overleven . Meteen daarna worden de telescoop, ODIS (sp), de instrumenten in de telescoop met het ruimtevaartuig geïntegreerd en begint dan het hele testprogramma of een subset daarvan opnieuw. En we zorgen ervoor dat dit hele ruimtevaartuig met zijn instrumenten de lancering kan overleven en kan worden ingezet en dan verzenden we het en krijgen het de ruimte en als alles goed gaat in '21 is het daar en begint het de overwerkperiode te implementeren-- .

John Mather: ongeveer twee weken.

Thomas Zurbuchen: Ja, John en ik zullen heel erg nerveus zijn in die periode omdat we gegevens terug zullen krijgen over al deze afzonderlijke punten, al deze kleine trekjes die ervoor zorgen dat deze zonnekap wordt gebruikt, dat alles gaat zoals gepland.

Jim Bridenstine: hoe veel we ook hebben geïnvesteerd in dit kritisch belangrijke wetenschappelijke instrument, we moeten het compleet maken en mijn begrip is dat we op de 5-yardlijn staan ​​en zoals je al zei, alle componenten zijn gebouwd. Alles wat we nu moeten doen, is het in de eindzone slaan.

Daar zijn we allemaal erg enthousiast over. Hoe zeker ben je dat de nieuwe planning die we gaan opstellen die zegt dat we in maart 2021 gaan lanceren, hoe zeker ben je dat we dat zullen kunnen bereiken?

Thomas Zurbuchen : Ik ben ervan overtuigd dat het schema precies voldoende is en ook de financiering die we hebben toegewezen is voldoende om ons over de finish te krijgen zoals je zei. We moeten uitvoeren, we hebben het team, we hebben onafhankelijke stemmen die ons hebben verteld dat dit is wat er nodig is, dit is voldoende. We hebben precies dat gedaan en nu is het een kwestie van het opstellen van het team zoals je zei en het dragen van die bal.

Jim Bridenstine: We waren waarschijnlijk overdreven optimistisch over hoe de integratie en testen zouden gaan. De zonnekap bleek erg complex en werd ingezet en het opnieuw opvouwen ervan is natuurlijk een uitdaging gebleken en dit moet allemaal worden getest. We willen alle uitdagingen op aarde ontdekken in plaats van nadat het een miljoen mijl verwijderd is van de aarde waar het niet langer onderhouden kan worden.

Dus dit hoort allemaal bij het normale proces. We ontdekten dat de zonnekap complexer is dan normaal en dat het meer tijd zou vergen. We hebben om een ​​onafhankelijk beoordelingspanel gevraagd. Ze zijn nu klaar met hun beoordelingen en ze hebben ze aan ons gegeven. Vertel eens, Dr. Zurbuchen, wat zijn enkele van de grootste uitdagingen en wat doen we om deze uitdagingen aan te gaan?

Thomas Zurbuchen: De belangrijkste aanbevelingen die bij ons terugkwamen, zoals u al zei, hebben we allemaal toegepast, maar de belangrijkste aanbevelingen die terugkwamen, waren in het algemeen gericht op het succes van een missie in het algemeen en een van hen heeft betrekking op het feit dat deze implementatiereeks daadwerkelijk werd bekeken weken en maanden terwijl we afkoelen maar de implementatiereeks van twee weken op dezelfde manier als we naar een Marslanding kijken, een intrede-afdaling van de landing.

Wederom een ​​zeer zenuwslopende tijd waarin het gewoon moet werken. Er is geen terugval. Het moet werken en dus eigenlijk hebben we feitelijk een manager, zeer senior management om alleen maar toe te zien op dat isolement van al het andere, natuurlijk samen met al het andere, maar dat als een focus.

Jim Bridenstine: Dus een systeemontwikkelaar van wereldklasse die toezicht kan houden op het einde van de inzet van de James Webb als deze eenmaal in de ruimte is?

Thomas Zurbuchen: Precies gelijk. Dus dat was een aanbeveling die we hebben opgesteld.

Het tweede stuk en ik zou willen beweren dat de belangrijkste waarschijnlijk is dat we ons concentreren op menselijke fouten en ingebedde problemen. Ingesloten problemen zijn menselijke fouten die we tot nu toe nog niet hebben gevonden, maar als je in het systeem slaapt, komen ze ofwel in integratie en testen en als we niet voorzichtig zijn, nog erger, in de ruimte.

Jim Bridenstine: Wat NASA doet, is iets dat nog nooit eerder is gedaan. Dit is een heel complex systeem, dus daar wil ik nogmaals op wijzen - dat is een geweldig punt dat je zojuist hebt gemaakt. We willen deze dingen op aarde vinden, niet in de ruimte.

Thomas Zurbuchen : Precies gelijk. En zo is het echt ongebruikelijk met James Webb. Dus we hebben integratie en teste gedaan. We hebben nu 107 wetenschappelijke missies, waarvan sommige tijdens de vlucht, sommige op de grond. In alle landen doen we integratietests of hebben het gedaan.

Wat hier ongewoon is, is de enorme complexiteit van de missie. Dus wat er precies gebeurt, is dat je een fout maakt. Wat er gebeurt, het kost veel geld en veel tijd, alleen maar omdat deze zeer complexe machine daar tot stilstand komt.

Jim Bridenstine: Dus een kleine fout heeft enorme gevolgen?

Thomas Zurbuchen: Precies gelijk. Dus wat je moet doen is teruggaan naar je voetbalanalogie. Je moet een droomteam bouwen. Niemand kan zijn rol verliezen en iedereen moet met elkaar communiceren en dus feitelijk--. Dus het is hier op het hoofdkantoor via NASA Goddard, onze managing organisatie, Northrop Grumman, waar dit helemaal met de technici naar de werkvloer wordt gedaan, met de schroevendraaier in de hand en het blijkt dat de technicus eigenlijk belangrijker is dan ik .

Op dit moment waarschijnlijk in het algemeen, maar op dit moment in de tijd heeft wat ze op de vloer doet direct invloed op deze telescoop en moet ze ons vertellen of er enige zorgen en behoeften zijn om in feite met haar collega's die zorgen meteen op te lossen . En dus eigenlijk, het is echt dat bewustzijn opbouwen, dat is hoe we menselijke fouten verminderen.

We maken allemaal fouten maar de impact van fouten kan worden geëlimineerd als we checks and balances hebben. We helpen elkaar. Wanneer ik de schroef aanraakt, controleer ik of ik het op de juiste manier doe en zeg stop dat het geen steek houdt. Dus dat is het type aanbeveling dat werkt aan het bouwen van die systemen en ervoor zorgen dat de waakzaamheid veel stijgt.

Jim Bridenstine: Als senior projectwetenschapper, wat zijn enkele van de dingen waar je aan denkt terwijl je doorloopt, noemen ze het het inbedrijfstellingsproces waarbij we de zonnekap inzetten, we zetten de antennes in die weer op aarde gaan communiceren. Er zijn een hele reeks verschillende bomen en katrolsystemen die uiteindelijk op dit voertuig moeten worden ingezet. Wat zijn enkele dingen waar je aan denkt en hoe zorg je voor zendingszekerheid als het eenmaal in de ruimte is of als het eenmaal in de ruimte is?

John Mather: Het is heel lastig om dit ding in te zetten, maar we repeteren alles van tevoren. Vele malen hier op de grond worden we ingezet en gevouwen, ingezet en opnieuw gevouwen. Dan in de ruimte weten we wat we gaan doen. Een groot deel van de details is al van dag tot dag, van uur tot uur, minuut per minuut uitgewerkt en wat we gaan doen als we daar aankomen en we hebben al plannen voor wat er gebeurt, voor het geval iets niet helemaal klopt.

We hebben telemetrie die instrumentatie aan boord is die ons vertelt of de dingen correct zijn gedaan en we hebben een plan voor wat er gebeurt voor het geval dat. Dus we hebben bijvoorbeeld op alles wat zou moeten bewegen, we hebben twee manieren om het te laten bewegen. Een motor heeft twee sets wikkelingen en twee sets elektronica om hem te besturen zodat men niet werkt, we proberen de andere. Dus dat is een van de manieren waarop we weten dat we moeten werken, maar we zullen het zeker goed in de gaten houden en er naar blijven nadenken.

Dus dit maakt het op een bepaalde manier minder gevaarlijk dan de Mars-lander die het allemaal alleen moest doen. We kunnen het stap voor stap proces bekijken en dan ingrijpen als er iets niet klopt en we hebben ons reserveplan.

Jim Bridenstine: Er zijn hier zorgen die heel reëel zijn en moeten worden gerespecteerd en we zullen de richtlijnen van de onafhankelijke beoordelingsraad volgen. Maar tegelijkertijd zullen we succesvol zijn.

We zullen dit ruimtevaartuig laten lanceren en we zullen teruggaan naar het allereerste begin van de tijd, dat revolutionair zal worden in de geschiedenis van de wetenschap.

Dus bedankt, heren, voor uw komst vandaag. Dit is Watch This Space. Ik ben Jim Bridenstine, de NASA-beheerder en we zien je de volgende keer.

menu
menu