Bỏ qua nội dung chính

      

Blog ANSYS

ngày 25 tháng 12 năm 2021

Thiết kế kính viễn vọng không gian James Webb với mô Đánh bài casino

Với sự ra mắt thành công của Đánh bài casino không gian James Webb (JWST), NASA một lần nữa bắt tay vào một nhiệm vụ đếnBiến đổi sự hiểu biết của chúng tôicủa vũ trụ vào ngày 25 tháng 12 năm 2021. Trong nhiều thập kỷ, NASAĐánh bài casino không gian Hubbleđã cung cấp những hình ảnh đầy cảm hứng của các thiên hà xa xôi, tinh vân và các ngôi sao. Tuy nhiên, JWST hiện dự kiến ​​sẽ cung cấp một điều phi thườngBước nhảy vọt trong sự hiểu biết của chúng tôicủa vũ trụ. Với gương chính có khả năng thu thập ánh sáng gấp sáu lần so với Hubble và bước sóng hình ảnh dài hơn, JWST sẽ cho phép các nhà khoa học nhìn lại thời gian ở những hình dạng sớm nhất của vũ trụ.

Thiên hà xoắn ốc NGC 2336

Hình 1. Galaxy ngc 2336 Tín dụng hình ảnh: ESA/Hubble và Nasa, V. Antoniou; Lời cảm ơn: Judy Schmidt từ Hubble Image Gallery

Yêu cầu thiết kế Đánh bài casino không gian James Webb

JWST yêu cầu công nghệ tiên phong không chỉ vào không gian, mà còn xem những gì chưa từng thấy trước đây. Đánh bài casino cóCông cụ quang học lớn nhất và chính xác nhất từng được chế tạo; Một cái được thiết kế để giữ cực kỳ lạnh - gần như âm 400 độ Fahrenheit hoặc trừ 240 độ C.

So sánh các gương chính của Hubble (trái) và JWST (phải) từ NASA

Hình 2. So sánh các gương chính của Hubble (trái) và JWST (phải) từ NASA

Kỹ sư phải tạo ra một cấu trúc có thể:

  • Hoạt động trong bức xạ mặt trời vĩnh Đánh bài casino
  • Gấp cấu trúc kích thước của một sân tennis thành tên lửa
  • Bay hơn một triệu dặm vào Đánh bài casino gian
  • Hàng chục cơ chế mở ra từ xa trong một vở ballet được phối hợp cơ học phức tạp

Đơn giản, phải Đánh bài casino?

Có bất kỳ thao tác tinh tế nào Đánh bài casino thành công, nhiệm vụ sẽ là một mất mát. Với344 Thất bại một điểm, HồiJWST là một trong những nhiệm vụ rủi ro nhất trong lịch sử.

Hình ảnh từ NASA của JWST quỹ đạo khoảng 1 triệu dặm (1,5 triệu km) từ Trái đất

Hình 3. Hình ảnh từ NASA của quỹ đạo JWST khoảng 1 triệu dặm (1,5 triệu km) từ Trái đất

giảm thiểu rủi ro với mô Đánh bài casino kỹ thuật lan tỏa

Bởi vì JWST hoàn toàn quá lớn để kiểm tra mọi thứ trực tiếp và thử nghiệm trên Trái đất không giống như thử nghiệm trong không gian, các kỹ sư mô Đánh bài casino cách kính viễn vọng sẽ hoạt động trong môi trường hoạt động của nó. Northrop Grumman là nhà thầu chính đã thiết kế và xây dựng JWST và mô Đánh bài casino đóng một vai trò quan trọng trong quá trình đó.

DRM, Xác định quỹ đạo và SRP

Kỹ sư đã sử dụngBộ công cụ hệ thống (STK) Astrogatorkhả năng từAGI, một công ty ANSYS,ĐẾNXây dựng nhiệm vụ tham chiếu thiết kế phức tạp(DRMS). Các tài khoản này cho các nhiễu loạn hấp dẫn phức tạp trong các quỹ đạo điểm (L2)-mà nó đạt được thành công-để ước tính các yêu cầu giữ trạm.Bộ công cụ xác định quỹ đạo (ODTK)Để thực hiện các xác định quỹ đạo hoạt động.Áp suất bức xạ mặt trời (SRP)Điểm plugin trong ODTK để chèn một mô hình độc quyền vào các thuật toán ước tính nâng cao ODTK.

Đánh bài casino

Mirror Pointing

Kỹ sư đã sử dụngCơ khí Top 10mô Đánh bài casino để xác địnhGiải pháp cho gương chính xác trỏCho các tần số rung động tự nhiên của các cấu trúc.

Simulation of the Đánh bài casinotailed connections between the segments

Hình 5. Mô Đánh bài casino các kết nối chi tiết giữa các phân đoạn

Căn chỉnh gương

ANSYS ZemaxPhần mềm mô Đánh bài casino các quang học phức tạp của nhiều phân đoạn gương mạ vàng riêng lẻ trong kính viễn vọng.Kỹ sư đã sử dụng ZemaxPhần mềm để thiết kế và kiểm tra từng bước của quy trình căn chỉnh, từ tìm kiếm phân đoạn ban đầu đến giai đoạn tốt cuối cùng. (Nhìn thấy "Phụ nữ Các loại cờ bạc lĩnh vực công nghệ: Bắn súng vì các vì sao nhờ phát")

207832_208185Kỹ sư đã sử dụng ZemaxĐể mô Đánh bài casino từng bước căn chỉnh trước khi chạy căn chỉnh trong phần cứng thực. Các mô hình chuyến bay sau đó đã dịch kính viễn vọng giường thử sang tình huống căn chỉnh thực sự xảy ra trên quỹ đạo.

Mô hình Đánh bài casino JWST trong ANSYS Zemax Opticstudio

Hình 6. Mô hình Đánh bài casino JWST trong ANSYS Zemax Opticstudio

Bản đồ mặt sóng mô Đánh bài casino của gương chính JWST chứa các lỗi piston trong các vị trí gương và bản đồ mặt sóng sau khi gương chính được căn chỉnh

Hình 7. Một bản đồ mặt sóng mô Đánh bài casino của gương chính JWST chứa các lỗi piston trong các vị trí gương và bản đồ mặt sóng sau khi gương chính được căn chỉnh

Do kích thước của JWST, trọng lực khi thử nghiệm trên mặt đất và hệ thống làm mát thụ động của JWST, các mô Đánh bài casino của tất cả các loại đã được kéo dài đến giới hạn độ chính xác của chúng trong quá trình phát triển của kính viễn vọng. Thử nghiệm trên mặt đất đã xác minh các phần của các mô Đánh bài casino có thể được kiểm tra trực tiếp và các mô hình được xác minh sau đó dự đoán hành vi trên quỹ đạo của đài quan sát.