Kredit:NASA:s James Webb rymdteleskop från Greenbelt, MD, USA, CC BY 2.0
När NASA:s rymdteleskop James Webb tar sig ut till sin avsedda omloppsbana, övervakar markteam dess livsviktigheter med hjälp av en omfattande uppsättning sensorer placerade i hela rymdfarkosten. Mekaniska, termiska och elektriska sensorer ger ett brett utbud av kritisk information om Webbs nuvarande tillstånd och prestanda när den är i rymden.
Ett system med övervakningskameror för att övervaka utplaceringar övervägdes för att ingå i Webbs verktygslåda för diagnostik och studerades på djupet under Webbs designfas, men till slut avvisades detta.
"Att lägga till kameror för att titta på en aldrig tidigare skådad komplicerad utplacering av en så dyrbar rymdfarkost som Webb låter som en självklarhet, men i Webbs fall finns det mycket mer i det än vad man kan se", säger Paul Geithner, biträdande projektledare - teknisk för Webb-teleskop vid NASA:s Goddard Space Flight Center. "Det är inte lika enkelt som att lägga till en dörrklockkamera eller ens en raketkamera."
Först och främst är Webb stor, genomgår många konfigurationsändringar under driftsättningen och har många specifika platser för import till distribution. Att övervaka Webbs implementeringar med kameror skulle kräva antingen flera smalfältskameror, vilket ger betydande komplexitet, eller några bredfältskameror som inte skulle ge mycket användbar detaljerad information. Kabelnät för kameror skulle behöva korsa rörliga gränssnitt runt observatoriet och öka risken för vibrationer och värmeläckage, vilket innebär en särskild utmaning för kameror som är placerade på den kalla sidan av Webb.
Sedan är det frågan om belysning. Webb är mycket glänsande, så synliga kameror på sidan som vetter mot solen skulle utsättas för extrema bländnings- och kontrastproblem, medan kameror på den kalla, skuggade sidan skulle behöva extra belysning. Även om infraröda kameror eller värmekameror på den kalla sidan skulle kunna undanröja behovet av belysning, skulle de fortfarande ha samma utnyttjande nackdelar. Dessutom skulle kameror på den kalla sidan behöva arbeta vid mycket kalla kryogena temperaturer. Detta skulle antingen kräva att "vanliga" kameror kapslas in eller isoleras så att de skulle fungera i extrem kyla, eller utveckling av kryogenkompatibla kameror för speciella ändamål bara för utbyggnadsövervakning.
Trots dessa utmaningar hånade ingenjörer och testade några kamerasystem på fullskaliga modeller av Webb-hårdvara. De fann dock att utplacerade övervakningskameror inte skulle tillföra betydande information av värde för ingenjörsteam som styr rymdfarkosten från marken.
"Webbs inbyggda känsla av "beröring" (till exempel strömbrytare och olika mekaniska, elektriska och temperatursensorer) ger mycket mer användbar information än enbart övervakningskameror kan," sa Geithner. "Vi instrumenterade Webb som vi gör många andra unika rymdfarkoster, för att tillhandahålla all specifik information som behövs för att informera ingenjörer på jorden om observatoriets hälsa och status under alla aktiviteter." Ingenjörer kan också korrelera år av data från marktester med telemetridata från flygsensorer för att insiktsfullt tolka och förstå flygsensordata.