نظرة عامة شاملة حول وحدة الأدوات العلمية المتكاملة

وحدة الأدوات العلمية المتكاملة ( ISIM ) هي أحد مكونات تلسكوب جيمس ويب الفضائي ، وهو تلسكوب فضائي دولي كبير يستقبل بصفة خاصة الأشعة تحت الحمراء، أُطلق في 25 ديسمبر / كانون الأول 2021 . 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.

وحدة ISIM هي الهيكل العلوي للمركبة الفضائية والأجهزة التي تستقبل الضوء من المرآة الرئيسية وتحوله إلى بيانات علمية تُرسل بعد ذلك إلى الأرض. 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 . تبلغ كتلة وحدة الأدوات العلمية المتكاملة (إيسيم) 1400 كجم (3086 رطل)، وهي تشكل حوالي 23٪ من كتلة تلسكوب جيمس ويب الفضائي.

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



يحتوي نظام ISIM على هذه الأدوات:



كاميرا الأشعة تحت الحمراء القريبة ، أو NIRCam

مطياف الأشعة تحت الحمراء القريبة ، أو NIRSpec.

جهاز الأشعة تحت الحمراء المتوسطة ، أو MIRI

مستشعر التوجيه الدقيق/مصور الأشعة تحت الحمراء القريبة ومطياف بدون شق ، أو FGS/NIRISS

يشتمل نظام "إيسيم " أيضًا على مُبرّد (ميري) MIRI فائق التبريد، والذي يمتد إلى أسفل داخل هيكل المركبة الفضائية (على الجانب الساخن منها). الأنظمة الرئيسية والأنظمة الفرعية ذات الصلة بنظام "إيسيم" :



هيكل القياس البصري

حجرة الإلكترونيات ISIM (IEC)

مشعاع حماية

نظام معالجة الأوامر والبيانات ISIM (ICDH)

وحدة الخدمات عن بعد لنظام المعلومات (IRSU)

نظام الأسلاك الكهربائية

نظام التحكم الحراري

نظام برمجيات الطيران

نظام كتابة النصوص على متن التلسكوب

حددت وكالة ناسا ثلاثة أقسام لجهاز ISIM للمساعدة في إنتاجه. تشمل هذه الأقسام وحدة الأجهزة المبردة (1)، وحجرة الإلكترونيات (2)، وأخيرًا نظام التحكم ومعالجة البيانات ومبرد MIRI (3)؛ وهم موجودون داخل هيكل المركبة الفضائية. يحتاج جهاز (ميري)I إلى أن يكون أبرد من الأجهزة الأخرى، لذا فهو مزود بمبرد إضافي. "ميري" هو جهاز يسجل الأشعة تحت الحمراء المتوسطة . يستخدم نظام التحكم ومعالجة البيانات معيار الاتصال الموجود على متن المركبة الفضائية المسمى SpaceWire . طُوّر "سبيس واير" من قِبل وكالة الفضاء الأوروبية وهو يوفر اتصال بيانات منخفض الطاقة بسرعة تصل إلى 200 ميجابت في الثانية.

المناطق:



وحدة أجهزة التبريد الشديد

حجرة الإلكترونيات (حجرة الإلكترونيات ISIM (IEC))

نظام معالجة الأوامر والبيانات ISIM (ICDH)

يقع هذا داخل هيكل المركبة الفضائية

يشمل أيضًا المبرد MIRI

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