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What Wikipedia Doesn't Tell You About NASA's Great Observatories and CODE V
NASA의 위대한 천문대와 CODE V에 대해 Wikipedia에서 알려주지 않는 것
제임스 웹 우주 망원경은 2021년 10월에 발사될 예정입니다. 0.6에서 28.5 um의 스펙트럼 범위를 커버하는 ~0.1 초의 놀라운 해상도로, 이전의 어떤 기기도 없었던 것처럼 초기 우주에서 희미한 은하를 감지하고 연구할 수 있습니다. 우리 은하에서는 항성 요람 영역(stellar nurseries)의 눈에 띄게 불투명한 먼지와 가스를 관통하고 외계 행성의 대기를 조사할 수 있을 것입니다.
우리는 CODE V가 웹 우주 망원경을 모델링하고 미션 시스템 팀을 위한 여러 과학 장비를 설계하는 데 사용된 것을 자랑스럽게 생각합니다. CODE V 모델은 비행 분석 및 성능 예측을 위한 최종 As-Built를 위한 "구성 제어" 형식을 나타냅니다. 또한 CODE V는 텍사스 휴스턴에 있는 NASA의 존슨 우주 센터에서 천문대 수준의 테스트를 위한 테스트 모델을 구축하는 데 사용되었습니다.
우리는 수십 년 동안 NASA에 소프트웨어 도구와 컨설팅 엔지니어링 서비스를 제공했습니다. 이것은 1960년대에 Optical Research Associates(ORA라고도 알려져 있으며 2010년 Synopsys에 인수됨)가 Surveyor 카메라(잠재적인 Apollo 착륙 지점을 매핑하기 위해 달에 연착륙) 및 Apollo 임무를 위한 광학 장치에 대한 설계를 제공하면서 시작되었습니다. ORA는 NASA의 Great Observatories 프로젝트에도 기여했습니다.
Great Observatories 프로젝트는 감마선에서 적외선까지 전자기 스펙트럼을 포괄하는 4개의 대형 우주 천문대를 포함하도록 고안되었습니다. 주요 목표 중 하나는 동일한 물체를 동시에 연구할 수 있는 것이었습니다.
네 개의 Great Observatory는 발사 순서대로 Hubble Space Telescope, Compton Gamma Ray Observatory(2000년에 궤도에서 이탈), Chandra X-ray Observatory 및 Spitzer(열적외선) 우주 망원경을 포함했습니다. 웹(Webb)은 Great Observatory 장비의 후속 제품으로 간주됩니다. ORA/Synopsys는 매우 짧은 파장인 Compton Gamma Ray Observatory를 제외한 모든 관측소에서 작업했습니다.
최초의 위대한 천문대는 1990년에 발사된 허블 우주 망원경이었습니다. 거의 모든 사람들이 알고 있듯이 허블 우주 망원경에는 결함이 있었습니다. 원래의 1차 렌즈는 제조할 수 있을 만큼 완벽한 쌍곡선 대형 조리개 미러였지만 불행히도 잘못된 쌍곡선(잘못된 원추형 상수)이었습니다. 이는 제작 중 계측 오류로 인해 발생했으며 그 결과 허블에 상당한 구면 수차가 발생했습니다.
NASA는 허블을 고치기 위해 교정용 광학 장치(WF/PC 2 또는 WF/PC 2)를 포함하도록 하나의 장비를 완전히 교체하고 다른 장비(고속 광도계)를 제거하여 교정용으로 교체하는 대담한 계획을 세웠습니다. Optics Space Telescope Axial Replacement(COSTAR)는 나머지 3개 기기의 구면 수차를 보정하는 역할을 했습니다. 보정 광학 장치는 1993년 1차 정비 임무 중에 설치되었으며 이는 큰 성공을 거두었고 허블을 완전한 기능으로 복원했습니다.
CODE V 소프트웨어와 컨설팅 엔지니어링 팀은 허블의 첫 번째 서비스 임무에서 중요한 역할을 했습니다. 시스템 엔지니어링 그룹의 구성원은 원래 문제의 원인을 파악한 팀의 일원이었습니다. CODE V는 WF/PC2 카메라와 COSTAR의 설계에 모두 사용되었습니다. 당사 엔지니어링 팀은 COSTAR의 테스트 광학 설계를 담당했습니다. ORA는 허블 1차 정비 임무에 대한 우리의 공헌으로 명성 있는 NASA Public Service Group Achievement Award를 수상했습니다. NASA 관리자인 Daniel S. Goldin 박사가 서명한 이 상은 "제트 추진 연구소와 NASA의 우주 탐사 임무를 지원하는 광학 설계 및 엔지니어링 분야에서 뛰어난 공헌을 인정받은 것"입니다.
Chandra X-ray 관측소는 1999년에 설치되었습니다. 1991년 Compton Gamma Ray 관측소가 출범한 후 세 번째 Great Observatory였습니다. Chandra의 임무는 퀘이사, 블랙홀 주위를 공전하는 극도로 뜨거운 가스 및 기타 매우 높은 에너지의 천문 현상과 같은 고에너지 물체를 관찰하는 것이었습니다. 스침 입사 카세그레인 망원경을 사용하여 빛을 수집하고 이전 X선 망원경보다 25배 더 나은 해상도를 달성했습니다.
정밀 광학/기계/전자 공학으로 구성된 복잡한 시스템을 우주에 배치하는 것은 어렵습니다. 문제가 원래 허블 미러의 결함만큼 크지는 않지만 엔지니어는 잠재적인 오류를 예측하고 시스템을 테스트하고 종종 문제를 해결해야 합니다. Chandra의 경우 네 가지 기본 과학 기기 중 하나는 ACIS(Advanced CCD Imaging Spectrometer)입니다. 시스템의 구성 요소는 진공 상태에서 발사되어야 하므로 밀폐된 도어와 환기 하위 시스템이 설계에 구현되었습니다. 문을 열고 닫는 수많은 사전 비행 테스트를 성공적으로 마친 후, 최종 비행 전 열 진공 테스트 중에 열리지 않았습니다. 발사 시간은 짧았고 ORA의 시스템 엔지니어링 팀은 주 계약업체 및 NASA와 함께 성공적으로 작업하여 문제를 해결하고 수정했습니다.1
Spitzer 우주 망원경은 약 3-180um 사이의 적외선을 관찰하도록 설계되었습니다. 웹(Webb)과 마찬가지로 Spitzer는 더 차가운 물체(작은 별과 외계 행성)를 감지하고 먼지와 가스를 통해 허블이 볼 수 없는 영역을 탐색할 수 있습니다. 우리 엔지니어링 팀은 Spitzer 시스템의 문제 해결을 돕는 역할을 했습니다. Spitzer의 과학 목표는 웹의 목표와 일부 겹치지만 Spitzer 조리개는 0.85미터, 웹 조리개는 6.5미터였습니다. Spitzer는 작년에 해체되었습니다.
NASA의 J제임스 웹 우주 망원경과 Great Observatories 프로젝트에 기여할 수 있었던 것은 우리의 특권이었습니다. 향후 게시물에서는 NASA 프로젝트에 대한 다른 Synopsys 기여를 강조할 것입니다. 계속 지켜봐주세요!
1. Mark A. Kahan, Neil L. Tice, William A. Podgorski, Paul P. Plucinsky, Keith B. Doyle, “ACIS door failure investigation: technical details and mitigation procedures,” Proc. SPIE 4198, Optomechanical Engineering 2000, (6 March 2001); doi: 10.1117/12.417341
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