Космический телескоп «Хаббл» вот уже 27 лет трудится на орбите на благо человечества, заглядывая в отдаленный космос и расширяя наше понимание Вселенной. Но «Хаббл» видит далеко не все объекты – его оптическая система представляет собой зеркало-экран диаметром 2,4 метров и площадью собирающей поверхности 4,5 м2. Этих параметров не хватает, что фиксировать свет от самых удаленных галактик видимой Вселенной, которые мы теоретически еще можем наблюдать. Именно поэтому ученые планируют вывести на орбиту новый телескоп, который получил имя «Джеймс Уэбб».
Считается, что новый аппарат станет настоящей революцией благодаря своей совершенной аппаратуре. Его главная особенность – новая оптическая система с диаметром 6,5 м и площадью собирающей поверхности 25 м2. По мнению ученых данные характеристики помогут поймать свет самых удаленных объектов, которые могут находиться перед горизонтом событий стремительно расширяющегося пространства Вселенной.
Но эта задача обернулась для инженеров телескопа значительными сложностями: если бы зеркало представляло собой цельную конструкцию, подобно тому, которое используется на «Хаббл», то оно просто не поместилось бы в капсулу космической ракеты. А если бы его каким-то образом и удалось там закрепить, то для обеспечения прочности в конструкцию добавилось бы множество крепящих элементов, что значительно увеличило бы его массу.
Чтобы выйти из положения, зеркало решено было собрать прямо на орбите. В качестве деталей выступают 18 шестигранных сегментов длиной 1,32 метра от ребра до ребра. По прибытии на расчетную орбиту сегменты автоматически расправятся в гигантское золотое зеркало. Но золото, которое в виде тонкого напыления используется лишь в верхнем слое зеркала для наилучшего отражения ближнего и среднего инфракрасных диапазонов – не самый главный материал оптической системы. Ее основу составляет бериллий – твердый металл серебристо-белого цвета, идеально подходящий для использования в аэрокосмической технике благодаря своей легкости. Масса 18-ти бериллиевых шестигранников, собранных в единое зеркало вместе со всем необходимым электрооборудованием, составляет всего 40 килограмм!
Создание бериллиевых пластин с необходимыми для проекта характеристиками – процесс чрезвычайно сложный. Многие его стадии проходит при экстремально низких температурах до – 240 °C.