-Siguiendo la ruta del Telescopio Espacial James Webb-
El backplane es un elemento fundamental del telescopio espacial James Webb que esta destinado a mantener estables el OTIS que es el acrónimo de OTE más ISIM, o sea, el elemento óptico del telescopio, más el módulo de instrumentos científicos integrados.
Insertado en el hexágono central sin segmento de espejo del primario y con su mitad embutida y amurada en el bastidor del backplane se encuentra el "Aft Optics Subsystem" (AOS) con los espejos fijo terciario y de dirección fino.
El espejo terciario. Crédito: NASA/Ball Aerospace/Tinsley
El espejo terciario ya colocado en la estructura de AOS.
Crédito: NASA/Ball Aerospace/Tinsley
En este diagrama se puede apreciar el "Backplane" ("placa madre"), el soporte o bastidor donde van adosados los 18 segmentos que componen el espejo primario, el cual es otro gran desarrollo ya que debía ser liviano pero también sumamente fuerte para soportar mucho peso. Su estructura finalmente se construyo en fibra de carbono M55J y algo de titanio. El soporte posterior del espejo primario no puede variar más de 38 nanómetros, esto es, 1/1000 del diámetro de un cabello humano. El "backplane" debe cumplir con los requisitos de estabilidad térmica más estrictos para minimizar su distorsión ante los cambios extremos de temperatura a que estará sujeto en el espacio exterior.
El esqueleto, "columna vertebral" o backplane del Telescopio Espacial James Webb llega el 25/08/2015 al Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland para el montaje de los espejos.
El "backplane" es la columna vertebral que en combinación con la torre DTA son responsable de mantener los instrumentos y los espejos estables mientras Webb observa el espacio. El mismo llega desde las instalaciones de Northrop Grumman en Redondo Beach, California, a través de un vuelo que partió de la Base Conjunta Andrews de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos. Su diseño plegable, tal como un "transformer", le permite al telescopio tener cabida en la cofia del Ariane de solo unos 4,5 m (15 pies) de diámetro. Si bien, la "columna vertebral" de Webb, fue revisada y testeada en la instalación de Northrop Grumman en Redondo Beach, fue su compañera Alliant Techsystems Inc. (ATK) que tenía su sede en Magna, Utah, la encargada de fabricar las 1.781 piezas compuestas principalmente de fibra de carbono, pero que también incluyen otros materiales como titanio, aleaciones como invar (FeNi36) (por su bajo nivel de dilatación) y otros materiales compuestos.
ATK completó la sección central del bastidor de soporte en abril de 2012 y las alas laterales en marzo de 2013 integrándolas para formar el plano posterior completo.
Cuerpo central
Alas laterales
La estructura completa y plegada como iría dentro de la cofia del Ariane 5
Este diagrama de rayos X del Telescopio Espacial James Webb de la NASA muestra dónde está el marco de soporte del plano posterior (BSF) en relación con todo el observatorio. El BSF es la columna vertebral del observatorio, es la estructura principal de transporte de carga para el lanzamiento y contiene los instrumentos científicos. Crédito de la foto: Northrop Grumman.
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Esta es la crioestructura ópticamente estable más grande que se haya construido"
dijo Gregory Young (gerente de adquisiciones de Northrop Grumman).
Midiendo 7,30 metros (24 pies) de alto por 6 m (19,5 pies) de ancho por más de 3,40 m (11 pies) de profundidad cuando está completamente desplegado, pesa menos de una tonelada (2.180 libras).
El PMBSS (Primary Mirror Backplane Suport Structure) (Estructura de Soporte del Plano posterior del Espejo Primario) incluye la sección central, los ensamblajes de alas y el BSF (el bastidor de soporte del backplane) están preparados para soportar el peso de la carga útil de la misión más de 3.300 kilos (7.300 libras), más de tres veces su propio peso.
Estructura plegada del "backplane".
Se construyeron dos versiones del cuerpo central del backplane. Además de la versión de vuelo se construyó otra de prueba a escala real, a la que se llamó "Pathfinder" ("Pionero"). El Pathfinder fue enviado al centro Goddard, donde se le montó el espejo secundario de repuesto, así como dos segmentos del espejo primario de repuesto. Luego fue enviado al Centro Espacial Johnson, para ser testeado criogénicamente. Después que se completo la primera prueba del Pathfinder en junio de 2015, se preparó una segunda, con la inclusión del AOS, incluyendo los espejos de repuesto terciario y de dirección fino. Las condiciones extremadamente frías en la cámara A criogénica (la más grande del mundo) del Centro Johnson, en Houston, Texas, se crean por el pasaje de nitrógeno líquido y gas helio extremadamente frío a través de tuberías que atraviesan la superficie de dos grandes corazas de metal anidados dentro de las paredes de la cámara.
Crédito: NASA modificada por el autor
La fixtura para maniobrar el Pathfinder fue eliminada durante las prueba criogénicas. El AOS utilizado solo para la prueba OGSE2 es el de vuelo y está completo para poder realizarle el test con ASPA (AOS Sorce Plate Assembly). La construcción de esta copia parcial del Webb se hizo con la intención de reducir los riesgos que podría acarrear efectuar todas las pruebas con el original.
Sobre el Pathfinder se efectuaron básicamente tres test:
- Optical Ground Support Equipment 1 (OGSE1)
- Optical Ground Support Equipment 2 (OGSE2)
- Thermal Pathfinder
Diagrama de la cámara "A" criogénica del Centro Espacial Lyndon B. Johnson en Houston, Texas. (NASA) modificaciones del autor
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