NASA 제임스 웹 우주 망원경 미세 운석 충돌에도 정상 작동

미세 운석(micrometeoroid) 충돌은 우주에서 길고 생산적인 과학 임무 과정에서 일상적으로 많은 영향을 유지하는 우주선 운영의 피할 수 없는 측면이다.

미세 운석이 지난 5월 23일과 25일 사이 NASA 제임스 웹 우주 망원경(James Webb Space Telescope) 주요 거울 부분 중 하나에 영향을 미쳤다. 초기 평가 후 팀은 망원경이 데이터에서 미미하게 감지할 수 있는 영향에도 불구하고 모든 임무 요구 사항을 초과하는 수준에서 여전히 작동하고 있음을 발견했다.

NASA는 미세 운석 충돌 등은 우주에서 흔하게 발생할 수 있으며 제작 및 테스트 과정에서 이러한 이벤트를 예상, Webb을 제작했다.

성공적인 발사, 배치 및 망원경 정렬 후에도 Webb의 초기 성능은 여전히 ​​기대 이상이며 관측소는 목표했던 과학을 완벽하게 수행할 수 있다.

Webb의 거울은 극도로 빠른 속도로 날아가는 먼지 크기 입자의 태양-지구 L2 주위를 도는 미세 운석 환경의 충격을 견디도록 설계됐다. 망원경이 제작되는 동안 엔지니어들은 시뮬레이션과 거울 샘플에 대한 실제 테스트 충격을 혼합하여 사용하여 궤도에서 작동하도록 천문대를 강화하는 방법에 대한 명확한 아이디어를 얻었다. 이 가장 최근의 영향은 모델링된 것보다 더 컸으며 팀이 지상에서 테스트할 수 있었던 것 이상이었다.

미국 메릴랜드주 그린벨트에 있는 NASA 고다드 우주 비행 센터의 기술 프로젝트 관리자 폴 가이트너(Paul Geithner)는 “우리는 웹이 태양의 가혹한 자외선과 하전 입자, 은하계의 이국적인 근원에서 오는 우주선, 우리 태양계 내의 미세 운석에 의한 가끔씩의 충돌을 포함하는 우주 환경을 견뎌야 한다는 것을 항상 알고 있었다”고 말했다.

그는 “우리는 성능 마진(광학, 열, 전기, 기계)을 갖춘 Webb를 설계하고 제작하여 우주에서 오랜 세월이 지난 후에도 야심찬 과학 임무를 수행할 수 있도록 했다”고 덧붙였다.

발사 현장 팀의 세심한 작업으로 인해 Webb의 광학 장치는 지상에 있는 동안 필요한 것보다 더 깨끗하게 유지됐다. 깨끗한 청정도는 전반적인 반사율과 처리량을 향상시켜 총 감도를 향상시킨다. 이러한 성능 마진과 기타 성능 마진으로 인해 Webb의 과학 기능은 시간이 지남에 따라 잠재적인 성능 저하에 강하다.

또한 미러 위치를 감지하고 조정하는 Webb의 기능을 통해 충격 결과를 부분적으로 수정할 수 있다. 영향을 받는 부분의 위치를 ​​조정하여 엔지니어는 왜곡의 일부를 제거할 수 있다. 이렇게 하면 모든 성능 저하가 이러한 방식으로 취소될 수는 없지만 영향의 영향을 최소화할 수 있다.

엔지니어는 최근에 영향을 받은 세그먼트 C3에 대해 이러한 조정을 이미 수행, 추가로 계획된 미러 조정을 통해 이 수정을 계속 미세 조정할 계획이다. 이러한 단계는 임무 전반에 걸쳐 망원경의 모니터링 및 유지 관리의 일환으로 향후 이벤트에 대응하여 필요할 때 반복될 것이다.

궤도에서 Webb를 보호하기 위해 비행 팀은 유성우가 발생하기 전에 의도적으로 광학 장치를 알려진 유성우로부터 멀어지게 하는 보호 기동을 사용할 수 있다. 이 가장 최근의 히트는 유성우의 결과가 아니며 현재 피할 수 없는 우연한 사건으로 간주된다. 이러한 영향의 결과로, 이 규모의 추가 미세 운석 충돌의 영향을 완화할 방법을 찾기 위해 전문 엔지니어 팀이 구성됐다.

시간이 지남에 따라 팀은 데이터를 수집하고 NASA 마샬 우주 비행 센터(Marshall Space Flight Center)의 초소형 유성체 예측 전문가와 협력, 망원경의 초기 성능이 예상보다 낫다는 점을 염두에 두고 성능이 어떻게 변경될지 더 잘 예측할 수 있다. Webb의 엄청난 크기와 감도로 인해 미세 운석을 매우 민감하게 감지할 수 있다. 시간이 지남에 따라 Webb는 이번 임무와 미래 임무를 위해 L2의 태양계 먼지 입자 환경에 대한 지식을 개선하는 데 도움이 될 것이다.

NASA Goddard Webb 광학 망원경 요소 관리자 Lee Feinberg는 “Webb의 거울이 우주에 노출된 상태에서 가끔 발생하는 미세 운석 충돌이 시간이 지남에 따라 망원경 성능을 정상적으로 저하시킬 것으로 예상했다”며 “발사 이후 우리는 예상과 일치하는 4개의 더 작은 측정 가능한 미세 유성체 충돌을 겪었고 최근에는 성능 저하 예측보다 더 큰 공격을 받았다. 우리는 이 비행 데이터를 사용하여 시간 경과에 따른 성능 분석을 업데이트하고 운영 접근 방식을 개발할 것”이라고 설명했다.

팀이 과학 기기의 관찰 모드를 계속 확인하고 Webb의 첫 번째 이미지 공개와 과학 작업 시작을 준비함에 따라 이 최근의 영향으로 Webb의 작업 일정이 변경되지 않았다.