Большая часть технологий для телескопа Уэбб должна была быть задумана, спроектирована и изготовлена специально для того, чтобы он мог видеть дальше во времени. Как и многие технологические достижения НАСА, некоторые инновации используются на благо человечества во многих других отраслях.

Телескоп Уэбба является космической обсерваторией следующего поколения в мире и преемником космического телескопа Хаббла. Самый мощный космический телескоп, когда-либо построенный, телескоп Уэбба будет предоставлять изображения первых галактик, когда-либо сформировавшихся, и исследовать планеты вокруг далеких звезд. Это совместный проект НАСА, Европейского космического агентства и Канадского космического агентства.

Новые технологии, разработанные для космического телескопа имени Джеймса Уэбба НАСА, уже адаптированы и применяются для коммерческого применения в различных отраслях промышленности, включая оптику, аэрокосмическую отрасль, астрономию, медицину и материалы. Некоторые из этих технологий могут быть изучены для использования и лицензированы через Офис главного технолога НАСА в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА, Гринбелт, Мэриленд.

Индустрия оптики: телескопы, камеры и многое другое

Индустрия оптики получила выгоду от новой технологии сшивания, которая является усовершенствованным методом измерения больших асфер. Асфер - это линза, профили поверхности которой не являются частями сферы или цилиндра. В фотографии линзовый узел, включающий асферический элемент, часто называют асферической линзой. Сшивание - это метод объединения нескольких измерений поверхности в одно измерение путем цифрового объединения данных, как если бы они были "сшиты" вместе.

Поскольку НАСА зависит от изготовления и тестирования большой высококачественной асферической (несферической) оптики для таких приложений, как космический телескоп Джеймса Уэбба, оно искало улучшенный метод измерения больших асфер. Благодаря премии Small Business Innovation Research (SBIR) от Центра космических полетов имени Годдарда НАСА, компания QED Technologies из Рочестера, штат Нью-Йорк, усовершенствовала свою технологию сшивания асфер. Компания QED разработала SSI-A, которая принесла компании награду "R & D 100", а также разработала инновационный станок под названием асферический сшивающий интерферометр. Оборудование применяется для передовой оптики в телескопах, микроскопах, камерах, медицинских прицелах, биноклях и фотолитографии.

Аэрокосмическая промышленность и астрономия:

В аэрокосмической и астрономической отраслях программа Уэбба заключила с компанией 4D Technology первый коммерческий контракт на разработку системы интерферометра PhaseCam, которая измеряет качество зеркальных сегментов телескопа Уэбб в условиях криогенного вакуума. Это новый способ использования интерферометров в аэрокосмическом секторе.

Интерферометр - это устройство, которое разделяет пучок света на два луча, обычно посредством отражения, а затем объединяет лучи для создания интерференции, которая используется для измерения длины волны, показателя преломления, а также расстояний.

Интерферометрия включает в себя сбор электромагнитного излучения с использованием двух или более коллекторов, разделенных некоторым расстоянием, для получения более четкого изображения, чем может получить каждый телескоп в отдельности.

Интерферометр PhaseCam подтвердил, что поверхности зеркальных сегментов телескопа Уэбб были максимально приближены к совершенству и что они останутся такими в холодном космическом вакууме. Для тестирования сегментов зеркала Уэбба их поместили в среду "криовак", где воздух удаляется вакуумным насосом, а температура снижается до экстремального холода глубокого космоса, который испытает космический корабль. Для выполнения этих измерений с требуемой точностью, особенно в условиях высокой вибрации, вызванной насосами вакуумной камеры, был необходим новый динамический интерферометрический метод с очень короткими экспозициями, которые не искажаются вибрацией.

Интерферометр, полученный в результате этого партнерства НАСА, может быть использован для оценки будущих зеркал, которые необходимо тестировать в вакуумных камерах, где вибрация является проблемой.

Медицинская отрасль: здоровье глаз

Для изготовления зеркал телескопа Уэбба были созданы новые оптические измерительные устройства и технологии "волнового фронта". Они привели к дополнительным технологиям в медицинской промышленности, где, например, точные измерения имеют решающее значение для здоровья глаз.

Технология появилась для точного измерения сегментов основного зеркала космического телескопа Джеймса Уэбба в процессе производства. Ученые из AMO WaveFront Sciences, LLC из Альбукерке, штат Нью-Йорк, разработали новое устройство для измерения "волнового фронта", называемое сканирующим датчиком Shack Hartmann Sensor.

Разработанная для телескопа Уэбб оптическая измерительная технология, называемая "зондирование волнового фронта", была применена для измерения человеческого глаза и позволила добиться значительных улучшений. "Программа телескопа Уэбба позволила добиться ряда улучшений в измерении зрения человека, диагностике глазных заболеваний и потенциально улучшить хирургию", - сказал Дэн Нил, директор по исследованиям и разработкам Abbott Medical Optics Inc. в Альбукерке, штат Нью-Йорк Усовершенствования Webb позволили офтальмологам получать гораздо более подробную информацию о форме и "топографии" глаза за секунды, а не за часы.

Индустрия материалов: измерение прочности

Технологии Уэбба открыли дверь для улучшения измерений при испытании прочности композитных материалов. Измерение деформации в композитных материалах - это то же самое, что измерение того, насколько они изменяются в определенных условиях. Измерение высоты ступеней позволяет понять очень небольшие изменения в профиле поверхности, и все это на высокой скорости позволяет устройству работать даже при наличии вибрации, которая обычно приводит к искажению результатов.

"Технология, разработанная для телескопа Уэбба, также помогла 4D Technologies, Inc. разработать уникальную технологию для измерения деформации в композитных материалах, для измерения высоты ступеней в прецизионно обработанных поверхностях и для высокоскоростного обнаружения волнового фронта", - сказал Джеймс Миллерд, президент корпорации 4D Technology, Тусон, Аризона. Технологии телескопа Уэбба также были полезны для экономики. Технологии позволили компаниям частного сектора, таким как 4D, получать значительный доход и создавать высококвалифицированные рабочие места. Большая часть роста 4D с двух человек до более чем 35 человек связана с проектами, первоначально разработанными для телескопа. 4D также смогла адаптировать эти технологии для широкого спектра применений в астрономической, аэрокосмической, полупроводниковой и медицинской отраслях.

В будущем другие отрасли могут извлечь выгоду из других технологий телескопа Уэбба.