Orbitinį teleskopą „James Webb Space Telescope“ kuriantiems inžinieriams daugelį projektavimo darbų atlikti tenka nuo nulio. Pavyzdžiui, jie jau sukūrė naujo tipo veidrodžius ir susilankstančią erdvėlaivio kapsulę. Tačiau tai – ne sunkiausi uždaviniai: ekstremalioms kosmoso sąlygoms įveikti specialistams teko išrasti visiškai naują kompozitinę medžiagą.
„James Webb“ orbitinio teleskopo širdis – maždaug lengvojo automobilio dydžio integruotas mokslinių instrumentų modulis (Integrated Science Instrument Module). Jame bus kompaktiškai saugomi visi tyrimams reikalingi prietaisai. Teleskope panaudota didelio tikslumo optika, kuriai būtina užtikrinti visos aparato struktūros stabilumą. Konstrukcija turi ne tik nesideformuoti nuo žemos temperatūros, bet ir atlaikyti starto metu patiriamas perkrovas.
Bandydami įveikti tokią techninę užduotį, inžinieriai, ieškodami tinkamos gamybai medžiagos, išanalizavo visą jiems prieinamą literatūrą, tačiau nerado nieko tinkamo. Tačiau tai specialistų nesustabdė ir jie, pasinaudodami matematinio modeliavimo įrankiais ir medžiagų parametrų matavimo sistemomis, sukūrė naują anglies pluošto cianato esterio kompozitinę medžiagą, kurią pavadino unobtaniumu (unobtanium).
„James Webb“ orbitinio teleskopo startas yra numatytas 2014 metams. Jis turėtų skrieti viename iš Lagranžo taškų – erdvės dalyje, kur Žemės ir Mėnulio gravitaciniai laukai sukuria pusiausvyros būseną. Nuo saulės spindulių aparatą saugos specialus „skėtis“. Viduje esančioms sistemoms ir visai laikančiajai struktūrai teks atlaikyti 39 Kelvinų temperatūrą. Palyginimui: pažangiausi simuliatoriai, kuriuose atliekami kosminių aparatų bandymai, sugeba pasiekti vos apie 100 K temperatūrą – to pakanka daugumai kosminių zondų.
Tačiau mokslininkų komanda bandymų metu norėjo atvėsinti naujosios medžiagos pagrindu pagamintą konstrukciją iki 27 K, o tai apytiksliai prilygsta temperatūrai Plutono paviršiuje. Šiuo tikslu jie pagamino specialų gaubtą, kuriuo apvilko kai kuriuos struktūrinius būsimojo teleskopo elementus. Vėliau gaubtas kartu su turiniu buvo patalpintas į simuliatorių ir į gaubto vidų papildomai buvo įleista skysto helio, taip jį atšaldant iki 27 K temperatūros.
Šaldymo bandymai buvo tęsiami 26 dienas, tačiau nei vienas elementas nei deformavosi, nei įskilo. Kaip ir parodė ankstesni matematiniai modeliai, bendras konstrukcijos dalies matmenų pokytis sudarė apie 170 mikronų; tuo tarpu leistina NASA nustatyta riba buvo 500 mikronų. Jokia kita Žemėje naudojama medžiaga tokiomis savybėmis nepasižymi. JAV kosmoso tyrimų agentūros inžinieriai nesureikšmina savo pasiekimo. „Jokių problemų, –sako vyriausias mechanikos inžinierius Džimas Pontiusas (Jim Pontius). –Technologiniai iššūkiai kaip tik ir buvo tas veiksnys, kuris pritraukė žmones dalyvauti šioje programoje", –priduria specialistas.
