¿Por qué el lado soleado del parasol de JWST es morado y está cubierto con silicona?

Después de 08:52en Destin's Smarter Every Day's ¿Por qué hay agujeros en el protector solar de James Webb? (Explicado por mi papá) - Smarter Every Day 270 (vinculado a continuación) El padre de Destin, Daryl, hace un gesto hacia un simulador a gran escala del parasol JWST y dice:

Este es el lado soleado, esto es lo que verá el Sol, será púrpura así. Esto es silicio en este lado.

Pregunta: ¿Por qué el lado soleado del parasol de JWST es morado y está cubierto con silicona?

Al igual que Destin, tengo curiosidad por qué no es aluminizado y altamente reflectante.

nota: Las propiedades ópticas del parasol en luz visible también serán importantes para las respuestas a:

haga clic para tamaño completo:

captura de pantalla de "¿Por qué hay agujeros en el protector solar de James Webb? ¿Por qué mi papá es más inteligente todos los días 270" de Destin's Smarter Every Day https://youtu.be/Pu97IiO_yDI captura de pantalla de "¿Por qué hay agujeros en el protector solar de James Webb? ¿Por qué mi papá es más inteligente todos los días 270" de Destin's Smarter Every Day https://youtu.be/Pu97IiO_yDI

captura de pantalla de "¿Por qué hay agujeros en el protector solar de James Webb? ¿Por qué mi papá es más inteligente todos los días 270" de Destin's Smarter Every Day https://youtu.be/Pu97IiO_yDI captura de pantalla de "¿Por qué hay agujeros en el protector solar de James Webb? ¿Por qué mi papá es más inteligente todos los días 270" de Destin's Smarter Every Day https://youtu.be/Pu97IiO_yDI

Respuestas (1)

De esta presentación Discusión tecnológica del telescopio espacial James Webb (JWST) para el foro APPEL , con fecha del 7 de agosto de 2008, veo esto:

  • Bajo α S / ϵ H para minimizar la carga de calor solar absorbida
  • Los revestimientos metálicos tienen α S / ϵ H > 1

Hay más detalles en Technology Development for Large Deployable Sunshield to Achieve Cryogenic Environment , pero no he encontrado una fuente gratuita para eso, por lo que tendrá que confiar en mi palabra. Aquí hay un diagrama útil de ese documento:

Figura 10, teoría básica del funcionamiento del parasol, mostrando capas y revestimientos

α S es la absorbancia solar , y ϵ H es la emisividad del material. No puedo identificar perfectamente el significado del subíndice H, pero "hemisférico" parece plausible.

Si he entendido bien, la baja α S / ϵ H El valor ayuda a garantizar una temperatura de estado estable baja de la capa más externa, pero el documento asume que la razón para usar dicho recubrimiento es tan obvia para su público objetivo que no explica con más detalle. Como no soy ingeniero ni estoy familiarizado con los problemas del calentamiento a la luz del sol, no puedo estar seguro.

Se eligió el silicio debido a su alta emisividad y resistencia a las condiciones ambientales antes del lanzamiento. También se consideró el germanio, pero:

El germanio se ha utilizado en aplicaciones en el pasado y tiene las propiedades térmicas adecuadas. Sin embargo, hay problemas identificados con la degradación de la propiedad debido a los efectos de la humedad. El revestimiento también tiene una alta resistencia eléctrica, lo que provoca la necesidad de una conexión a tierra suplementaria complicada en una gran membrana en el espacio.

¡Interesante! En esta respuesta, hablo de películas semiconductoras y explico que son bastante opacas en el visible y el infrarrojo, pero tienden a ser transparentes en las microondas. No abordé el IR térmico allí, pero la idea es que deberían ser absorbentes muy débiles, por lo que esperaría que tuviera una emisividad térmica bastante baja. ε H en longitudes de onda del infrarrojo térmico. y sin embargo si a S / ε H es bajo sugiere ε H no es bajo Está bien, iré a mirar el papel ahora. ¡ Gracias!
@uhoh, es bastante difícil encontrar cifras útiles para la absorción/emisividad en películas delgadas. FWIW, el artículo de Waldie con paredes de pago cita la absorción solar al comienzo de la vida de una película de silicio de 100 nm como 0,4 y su emisividad como 0,74. Las cifras correspondientes para el germanio fueron 0,44 y 0,69. La absorbancia del aluminio a granel en un espectro similar es de ~0,1, y las capas de VDA en el parasol presumiblemente tienen una emisividad de <0,03. No define la "absorción solar" ni entra en detalles sobre ningún espectro.
@StarfishPrime +1. ¿El documento de paywalled realmente establece cuáles son los componentes individuales de alfa y épsilon para los revestimientos de material orientados al sol a diferencia de su proporción? Podría ayudar a entender un poco mejor el contexto.
también James Webb Space Telescope Sunshield de Northrup Grumman : Desafíos en el análisis de estructuras Gossamer
El objetivo de la capa "verde" es, de hecho, volver a irradiar tanto como sea posible hacia el sol en lugar de calentar la capa y, por lo tanto, irradiar hacia el lado frío. Para esto, la capa necesita una absorción mínima (para capturar la menor cantidad de calor posible) y una emisividad máxima (para descargar la mayor parte de él por radiación). En cambio, las capas rosadas necesitan absorber y emitir lo menos posible para que el calor no se transmita capa a capa a través de la pila. El último punto de esa diapositiva significa que al desplegar las capas, los rayos emitidos dentro de la pila se dirigen hacia los lados a medida que rebotan de un lado a otro.
@Puffin los únicos detalles que tenían los copié en el comentario a uhoh justo encima del tuyo.
¿Por qué el lado soleado del parasol de JWST es morado y está cubierto con silicona?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v