وحدة أدوات العلوم المتكاملة

الموسوعة الحرة
رسم بياني يوضح نظام المعلومات الإدارية (ISIM)
المكونات الرئيسية لتلسكوب جيمس ويب الفضائي: هيكل المركبة الفضائية، والدرع الشمسي، وعنصر التلسكوب البصري (OTE)، ووحدة الأدوات العلمية المتكاملة (ISIM).

وحدة الأدوات العلمية المتكاملة ( ISIM ) هي أحد مكونات تلسكوب جيمس ويب الفضائي ، وهو تلسكوب فضائي دولي كبير يعمل بالأشعة تحت الحمراء، أُطلق في 25 ديسمبر 2021. [ 1 ] تُعدّ وحدة الأدوات العلمية المتكاملة (ISIM) قلب تلسكوب جيمس ويب الفضائي، وتحتوي على الحمولة العلمية الرئيسية التي تشمل أربعة أجهزة علمية وجهاز استشعار التوجيه الدقيق. [ 1 ]

وحدة ISIM هي هيكل المركبة الفضائية والأجهزة التي تستقبل الضوء من المرآة الرئيسية وتحوله إلى بيانات علمية تُرسل بعد ذلك إلى الأرض. [ 1 ] أما القسمان الرئيسيان الآخران لتلسكوب جيمس ويب الفضائي فهما عنصر التلسكوب البصري (OTE) (المرايا وهيكلها) وعنصر المركبة الفضائية (SE)، الذي يشمل هيكل المركبة الفضائية والدرع الشمسي . [ 1 ] تبلغ كتلة وحدة ISIM 1400  كيلوغرام (3086 رطلاً)، [ 2 ] [ 3 ] أي ما يعادل 23% تقريبًا من كتلة تلسكوب جيمس ويب الفضائي.

اجتازت كاميرا الأشعة تحت الحمراء المدمجة مع نظام ISIM اختباراتها الحرارية في أوائل عام 2016. [ 4 ] وخضع نظام ISIM لاختبارات حرارية مكثفة في أواخر عام 2015 وأوائل عام 2016. [ 5 ] تُعدّ كاميرا الأشعة تحت الحمراء (NIRcam) بالغة الأهمية لتلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST)، فهي ليست مجرد كاميرا حساسة للأشعة تحت الحمراء، بل تُستخدم أيضًا لضبط محاذاة أجزاء المرآة الرئيسية. [ 4 ] وقد كانت نتائج الاختبارات إيجابية للغاية، إذ أظهرت كاميرا الأشعة تحت الحمراء استقرارًا عاليًا خلال اختبارات الاهتزاز والحرارة. [ 4 ] تم تركيب كاميرا الأشعة تحت الحمراء في نظام ISIM في مارس 2014، ثم خضعت لعمليات دمج واختبار لاحقة، وذلك استعدادًا لإطلاق التلسكوب المقرر في عام 2019. [ 4 ]

ملخص

فيديو اختبار ISIM من وكالة ناسا
حجرة الإلكترونيات ISIM (IEC)

يحتوي نظام ISIM على هذه الأدوات: [ 1 ]

يشتمل نظام ISIM أيضًا على مُبرّد MIRI فائق التبريد، والذي يمتد إلى أسفل داخل هيكل المركبة الفضائية (على الجانب الساخن من المركبة الفضائية). [ 1 ] الأنظمة والأنظمة الفرعية ذات الصلة بنظام ISIM: [ 6 ]

  • هيكل القياس البصري
  • حجرة الإلكترونيات ISIM (IEC)
  • مشعاع تسخير الأسلاك
  • نظام معالجة الأوامر والبيانات ISIM (ICDH)
  • وحدة الخدمات عن بعد لنظام المعلومات الإدارية (IRSU)
  • نظام الأسلاك الكهربائية
  • نظام التحكم الحراري
  • نظام برمجيات الطيران
  • نظام كتابة النصوص على متن الطائرة

حددت وكالة ناسا ثلاثة أقسام لجهاز ISIM للمساعدة في إنتاجه. [ 1 ] تشمل هذه الأقسام وحدة الأجهزة المبردة (1)، وحجرة الإلكترونيات (2)، وأخيرًا نظام التحكم ومعالجة البيانات ومبرد MIRI (3)، الموجود داخل هيكل المركبة الفضائية. [ 1 ] يحتاج جهاز MIRI إلى أن يكون أبرد من الأجهزة الأخرى، لذا فهو مزود بمبرد إضافي. [ 1 ] MIRI هو جهاز يعمل بالأشعة تحت الحمراء المتوسطة . [ 1 ] يستخدم نظام التحكم ومعالجة البيانات معيار الاتصال الموجود على متن المركبة الفضائية المسمى SpaceWire . [ 7 ] طُوّر SpaceWire من قِبل وكالة الفضاء الأوروبية (ESA)، ويوفر اتصال بيانات منخفض الطاقة بسرعة تصل إلى 200 ميجابت في الثانية. [ 7 ]

المناطق: [ 1 ]

  • وحدة أجهزة التبريد العميق
  • حجرة الإلكترونيات (حجرة الإلكترونيات ISIM (IEC))
  • نظام معالجة الأوامر والبيانات ISIM (ICDH)

في مايو 2016، تم دمج منطقتي OTE و ISIM فيما يسمى OTIS، وهو عبارة عن دمج هاتين المنطقتين. [ 8 ]

حجرة الإلكترونيات ISIM (IEC)

حجرة الإلكترونيات (IEC) في نظام ISIM هي قسمٌ يضم موارد الحوسبة والطاقة الكهربائية للأجهزة. [ 9 ] تُوضع الإلكترونيات الرئيسية لكل جهاز داخل هذا الصندوق المُغلّف حراريًا. [ 9 ] في عام 2014، تم تركيب إلكترونيات جهاز NIRspec في حجرة الإلكترونيات. [ 10 ] تُثبّت حجرة الإلكترونيات على الهيكل المبرد للتلسكوب الرئيسي، ويجب أن يحافظ الغلاف على درجة حرارة أعلى بكثير للإلكترونيات الموجودة بداخله، مع الحرص على عدم السماح لهذه الحرارة بالتأثير سلبًا على التلسكوب الرئيسي. [ 11 ] يمكن للصندوق تبديد حوالي 200 واط من الطاقة الكهربائية. [ 11 ] من الاعتبارات المهمة توجيه معظم الحرارة (إشعاعيًا) بزاوية 20 درجة تقريبًا بين الجزء الخلفي من هيكل المرآة الرئيسية والأجهزة والواقي الشمسي. [ 11 ] يجب ألا تكون قريبة جدًا من الجزء الخلفي للتلسكوب أو من الواقي الشمسي، ولكن باستخدام حواجز وعوازل، يتم توجيه الحرارة إلى الخارج. [ 11 ] يقع صندوق IEC أسفل معظم الأجهزة وخلفها مباشرة، ولكن فوق هيكل المركبة الفضائية. [ 11 ]

أحد جوانبه مصنوع من الألومنيوم، أما الجوانب الأخرى فمصنوعة من مواد مركبة. [ 11 ] وهو مُغلّف بطبقات متعددة من العزل، بما في ذلك ست طبقات من عازل SLI (عازل الطبقة الواحدة لتلسكوب جيمس ويب الفضائي). [ 11 ] تتضمن بعض ميزات إدارة الحرارة مشعاعًا طفيليًا على شكل صينية وحواجز. [ 11 ]

تشكل اللجنة الكهروتقنية الدولية المنطقة 2 من ISIM. [ 12 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ١ ٢ ٣ ٤ ٥ ٦ ٧ ٨ ٩ ١٠ ١١ "تلسكوب جيمس ويب الفضائي" . jwst.nasa.gov . مؤرشف من الأصل بتاريخ ٢٠١٦-١٢-٠٣ . تم الاطلاع عليه بتاريخ ٢٠١٧-٠١-٢٤ .
  2. ↑ بوابة إلكترونية – تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST)
  3. ↑ "حالة وحدة أدوات العلوم المتكاملة لتلسكوب جيمس ويب الفضائي" . ResearchGate . تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 مايو 2017 .
  4. ١ ٢ ٣ ٤ "شركة لوكهيد مارتن تُجهّز أحد أكثر أجهزة الأشعة تحت الحمراء حساسيةً على الإطلاق لتلسكوب ناسا" . www.lockheedmartin.com . تاريخ الوصول: ٧ مايو ٢٠١٧ .
  5. ↑ "أجهزة تلسكوب جيمس ويب العلمية تبدأ الاختبار النهائي فائق البرودة" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 يناير 2017 .
  6. ↑ "ISIM - وحدة أدوات العلوم المتكاملة" . www.stsci.edu . مؤرشف من الأصل بتاريخ 10 فبراير 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 يناير 2017 .
  7. 1 2 "ناسا - تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا يحصل على "التجهيز الفضائي"تمت أرشفة هذا النص من المصدر الأصلي بتاريخ 28-12-2021 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 03-12-2016 .
  8. ↑ موريس تي بلات وآخرون، "حالة مطياف الأشعة تحت الحمراء القريبة لتلسكوب جيمس ويب الفضائي ونتائج أول اختبار لجهاز OTIS"، وقائع SPIE 10698، تلسكوبات الفضاء والأجهزة 2018: الموجات الضوئية والأشعة تحت الحمراء والموجات المليمترية، 1069807 (6 يوليو 2018)؛ https://doi.org/10.1117/12.2312651
  9. 1 2 "ناسا - حزمة العطلات لتلسكوب ويب" . www.nasa.gov . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 يناير 2017 .
  10. ↑ "تركيب إلكترونيات NIRSpec في حجرة إلكترونيات ISIM" . sci.esa.int . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24-01-2017 .
  11. 1 2 3 4 5 6 7 8 غاريسون، ماثيو؛ باريش، كيث؛ بيريغو، تشارلز. "تصميم حجرة إلكترونيات ISIM لتلسكوب جيمس ويب الفضائي" (ملف PDF) . ناسا . تم الاطلاع عليه في 5 نوفمبر 2022 .
  12. ↑ "الأجهزة ووحدة الأدوات العلمية المتكاملة (ISIM) ويب/ناسا" .