シャドーイング練習:The Insane Engineering of James Webb Telescope
フレーズを聞いてから、声に出してみましょう
フレーズ 1
全文スクリプト
- I don't think it is very useful to speculate on what God might or might not be able to do.神が何ができるかを推測することは、あまり有用ではないと思います。0:01
- Rather, we should examine what he actually does with the universe we live in.むしろ、神が私たちが住む宇宙で実際に何をしているのかを見るべきです。0:09
- All our observations suggest that it operates according to well -defined laws.私たちのすべての観測は、それが決まった法則に従って機能することを示しています。0:17
- This laws may have been ordained by God, but it seems that he does not intervene in the universe to break the laws, at least not once he had setこれらの法則は神によって定められたのかもしれませんが、神は宇宙を設定した後は、それを破るために介入しないようです。0:25
- the universe going.宇宙を始めたのです。0:35
- In the cauldron of the early universe, no light could escape the dense, opaque fog of primordial gas.初期宇宙の大釜では、原始的なガスの濃い霧から光は逃げることができませんでした。0:37
- As this cosmic soup of atomic particles began to cool down, hydrogen atoms began to form, leading to the universe's first bright, violent new stars burning through the fog thatこの原始ガスのスープが冷え始めると、水素原子が形成され、宇宙の最初の明るく激しい新しい星が霧を通して燃え始めました。0:45
- once blocked all light from escaping the expanding universe.かつて膨張する宇宙からのすべての光をさえぎっていた。0:58
- Some of these early photons have travelled unhindered through the vast empty expanse of space for 13 .5 billion years, and will reach their final destination here on the manこれらの初期光子の一部は、13.5億年間、空間の広大な虚空を通じて妨げられることなく移動し、ここでジェームズ・ウェッブ望遠鏡の人工検出器に到達します。1:03
- -made detectors of the James Webb telescope.ジェームズ・ウェッブ望遠鏡の人工検出器で。1:17
- A space odyssey coming to an end because of the curiosity of humans.人間の好奇心のために終わりを迎える宇宙の冒険です。1:20
- The James Webb telescope is going to give us our first detailed glimpse of this early universe from which we and everything we know was born.ジェームズ・ウェッブ望遠鏡は、私たちと私たちが知るすべてが生まれたその初期宇宙の最初の詳細な姿を見せてくれるでしょう。1:25
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- The James Webb telescope is a $10 billion endeavor, an endeavor that has eaten into NASA's limited budget, consuming one -quarter of NASA's entire astronomy budget for years.ジェームズ・ウェッブ望遠鏡は100億ドルのプロジェクトで、NASAの限定的な予算に食い込み、何年もの間NASA全体の天文学予算の4分の1を消費しています。1:36
- And in the early hours of a tenuous launch date of December 24th, this $10 billion gamble will launch aboard the Ariane 5 rocket, a European heavy -lift launch vehicleそして12月24日という不確実な打ち上げの早朝、この100億ドルのギャンブルはアリアン5ロケットで打ち上げられます。アリアン5はヨーロッパの大型打ち上げロケットです。1:48
- from the European spaceport Kourou, French Cayenne.フランス領ギアナのクル宇宙基地からです。2:01
- Astronomers, physicists and enthusiasts alike will look on with nervous excitement as this rocket carries the next generation in human curiosity.天文学者、物理学者、そして愛好家たちは、このロケットが人間の好奇心の次の世代を運ぶにつれて、緊張した興奮で見守るでしょう。2:05
- This is the insane engineering of the James Webb Space Telescope.これがジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の驚異的なエンジニアリングです。2:15
- The combination of technologies required to make the James Webb telescope possible are unique to this time period in human history.ジェームズ・ウェッブ望遠鏡を可能にするのに必要な技術の組み合わせは、人類の歴史の中でもこの時代にのみ独自です。2:25
- The launch vehicle, the image processing, the electromechanical systems, the cooling systems, the mirror and the sun shield.打ち上げロケット、画像処理、電気機械システム、冷却システム、鏡、太陽シールド。2:35
- This endeavor is the culmination of not just decades of work from the engineers and scientists at NASA, but thousands of years of work of our ancestors.このプロジェクトは、NASAのエンジニアと科学者の数十年の仕事だけでなく、私たちの祖先の何千年もの仕事の集大成です。2:42
- The materials and engineering required to peer back 13 .5 billion years into the re -ionization epoch are a punctuation point in human history, that we, the human race, should13.5億年前の再イオン化時代を見つめるために必要な材料とエンジニアリングは、人類の歴史の中の句読点です。私たち人類が。2:53
- be celebrating and watching with bated breath together.一緒に祝い、息を詰めて見守るべき。3:08
- The launch will take place here in French Guyana, a spaceport ideally located on the Earth's equator, to give the James Webb telescope an extra push towards its final destination.打ち上げはフランス領ギアナのここで行われます。地球の赤道に理想的に位置する宇宙基地で、ジェームズ・ウェッブ望遠鏡にさらなる推進力を与えるためです。3:11
- The James Webb telescope will not be in orbit around Earth like Hubble.ジェームズ・ウェッブ望遠鏡は、ハッブルのように地球の周りの軌道上にはありません。3:23
- It will be launching to a destination 1 .5 million kilometers from Earth, Lagrange Point 2.それは地球から150万キロメートル離れた目的地、ラグランジュポイント2に打ち上げられます。3:28
- Lagrange points are special points in space where small objects like satellites can stay more or less in the same position relative to the gravitational bodies that they are travellingラグランジュポイントは宇宙の特別なポイントで、衛星のような小さな物体が、一緒に移動する重力体に対して、ほぼ同じ位置に留まることができる場所です。3:35
- with.。3:47
- This happens because the gravitational pull from the two bodies precisely equals the centripetal force required for the object to move with the gravitational bodies.これは、2つの物体からの重力がオブジェクトが重力体と一緒に移動するために必要な向心力と正確に等しいために起こります。3:48
- Like little parking spots in space that allow satellites to sit in a relatively stable position while using a minimal amount of fuel to stay there.衛星が相対的に安定した位置に座りながら最小限の燃料を使う宇宙内の小さな駐車スポットのようなものです。3:58
- There are five Lagrange points between the Sun and Earth.太陽と地球の間には5つのラグランジュポイントがあります。4:09
- L1 lies between the Sun and Earth.L1は太陽と地球の間にあります。4:12
- It's extremely useful for Sun observation satellites.太陽観測衛星には非常に有用です。4:15
- However, the nature of the James Webb telescope's job wants it to avoid the light from the Sun as much as possible because it is an infrared telescope.しかし、ジェームズ・ウェッブ望遠鏡は赤外線望遠鏡なので、太陽からの光をできるだけ避ける必要があります。4:18
- Infrared is heat and the heat emanating from the Sun would completely saturate its sensors and make observing the cold, distant past impossible.赤外線は熱で、太陽から出ている熱はセンサーを完全に飽和させ、冷たく遠い過去の観測を不可能にしてしまいます。4:29
- So, it will be launching to L2 located about here.ですから、ここ付近にあるL2に打ち上げられます。4:39
- Here the telescope can turn its back to the Sun, Earth and Moon which will stay in the same position, nicely lined up behind the telescope thanks to Lagrange Pointここで望遠鏡は太陽、地球、月に背を向けることができます。これらはラグランジュポイント2のユニークな物理学のおかげで同じ位置に留まり、望遠鏡の後ろに一列に並びます。4:45
- 2's unique physics.2のユニークな物理学のおかげで。4:56
- In order to operate correctly, the dark side of the telescope needs to operate at minus 233 degrees Celsius.正しく動作するためには、望遠鏡の暗い側はマイナス233度セルシウスで動作する必要があります。4:58
- Without a way to block out the heat from the Sun and Earth, the telescope would be scorched at 83 degrees Celsius, nearly hot enough to boil water.太陽と地球からの熱をブロックする方法がなければ、望遠鏡は83度セルシウスで焦げてしまいます。ほぼ水を沸騰させるのに十分な温度です。5:07
- This is a huge amount of heat to block and to do this, the James Webb telescope will carry a massive shield on its back like a tortoise.これはブロックするべき膨大な量の熱で、そのためにジェームズ・ウェッブ望遠鏡はカメのようにその背中に巨大なシールドを運びます。5:17
- And making such a device is a very, very tough problem.そしてそのようなデバイスを製造することは非常に困難な問題です。5:26
- That's Mike Mencel, mission systems engineer for the James Webb telescope.これはジェームズ・ウェッブ望遠鏡のミッションシステムエンジニア、マイク・メンセルです。5:32
- We had to map every heat flow to make sure that we do not let any heat leak through from the hot side to the cold side.熱い側から冷たい側への熱漏れを防ぐために、すべての熱の流れをマップしなければなりませんでした。5:38
- To make sure that that sunlight which is dumping approximately 200 ,000 watts of power on to the, on to the, on to the, in our direction.約200,000ワットの電力を私たちの方向にダンプしているその日光が。5:47
- We only want less than about a watt of that to make it through to the telescope so that it passively cools down to those temperatures.私たちはそのうち1ワット未満だけが望遠鏡に到達することを望んでいます。そうすれば、それはパッシブに冷却されます。5:57
- Preventing that heat transfer is, as Mike said, a very tough job.その熱伝達を防ぐことは、マイクが言ったように、非常に困難な仕事です。6:07
- Heat can transfer in three ways.熱は3つの方法で伝わります。6:13
- Conduction where heat is transferred from atom to atom in direct contact with each other like heat traveling down a copper pipe.伝導。銅管を下る熱のように、お互いに直接接触している原子から原子に熱が伝わります。6:15
- Convection where heat is transferred from the physical movement of atoms.対流。原子の物理的な動きから熱が伝わります。6:24
- And radiation where heat is transferred by electromagnetic waves.そして放射。電磁波によって熱が伝わります。6:29
- In the vacuum of space, convection isn't a concern.宇宙の真空では、対流は懸念事項ではありません。6:33
- So that leaves conduction and radiation as methods of heat transfer.そのため、伝導と放射が熱伝達の方法として残ります。6:38
- Let's see how the James Webb telescope is managing these.ジェームズ・ウェッブ望遠鏡がこれらをどのように管理しているかを見てみましょう。6:43
- First, material choice.まず、材料の選択です。6:47
- The sun shield needs to be light, strong, resistant degradation from solar radiation, dimensionally stable across a range of temperatures and reflective.太陽シールドは軽く、強く、太陽放射からの劣化に耐性があり、温度範囲全体で寸法が安定していて、反射性である必要があります。6:50
- That's a long shopping list of requirements and Captain, a type of high performance plastic, manages to check all the boxes.それは長い要件リストで、キャプテンというタイプの高性能プラスチックがすべての条件を満たします。7:00
- Each layer of the Captain's sun shield is incredibly thin.キャプテンの太陽シールドの各層は信じられないほど薄いです。7:09
- Layer one, the layer closest to the sun is the thickest at 0 .05 millimeters.レイヤー1、つまり太陽に最も近いレイヤーは、厚さが0.05ミリメートルで最も厚いです。7:13
- While the next four layers are just 0 .025 millimeters thick.次の4つのレイヤーは厚さが0.025ミリメートルです。7:19
- Captain by itself is actually transparent, which isn't a fantastic trait for a sun blocking heat shield.キャプテン自体は実は透明で、これは太陽をブロックする放熱シールドとしては素晴らしい特性ではありません。7:23
- Thankfully, the wonder material that is Captain can be easily coated in other materials.幸いなことに、カプトンという素晴らしい材料は他の材料でコーティングできます。7:32
- Each layer is coated in a 100 nanometer thick coating of aluminium, giving the sun shield its reflective appearance.各層は100ナノメートルのアルミニウムでコーティングされ、太陽シールドに反射性を与えます。7:38
- This reflective quality helps prevent heat transfer through radiation by simply bouncing that radiation back to space.この反射特性は放射を宇宙に跳ね返すことで、放射による熱伝達を防ぎます。7:45
- And with the gaps between each layer, the heat that is absorbed can easily transfer through conduction or convection, taking advantage of the highly insulating vacuum of space between eachまた各層間のギャップにより、吸収された熱は伝導または対流で容易に移動でき、層間の断熱性真空を活用しています。7:54
- layer.層内で。8:07
- Heat could still transfer between each layer through radiation.熱は依然として放射を通じて層間で移動する可能性があります。8:08
- The outermost layer will gain heat and start glowing with infrared radiation, just as we see through an infrared camera.最外層は熱を吸収し、赤外線カメラで見るように赤外線で発光し始めます。8:12
- In order to prevent this, the sun shield has some clever engineering designs.これを防ぐため、太陽シールドは巧妙な工学設計が施されています。8:21
- The layers are angled relative to each other to ensure the reflected radiation between each layer is funneled outwards to space, ensuring that each layer gradually reduces the temperature as層は互いに角度をつけられており、層間の反射放射が宇宙に外側に漏斗状に流れるようにし、各層が温度を段階的に低下させるようにしています。8:26
- it gets closer to the critical components in the instrument bay.機器室の重要なコンポーネントに近づくにつれて。8:40
- The layers gradually get smaller in area from layer 1 through 5, ensuring the mirror only has a direct line of sight with the coldest layer at all times.層は層1から5にかけて段階的に小さくなり、鏡が常に最も冷たい層との直接視線しか持たないようにしています。8:44
- Layer 1 itself is also coated in a special silicon coating 50 nanometers thick, giving it this pink appearance.層1自体も50ナノメートルの特殊なシリコンコーティングでコートされており、このピンク色を持つようになっています。8:56
- Silicon was used because it has high emissivity, simply meaning it emits a lot of energy it absorbs out as thermal radiation, meaning the material will not hold onto itsシリコンは高い放射率を持つため使用されています。つまり、吸収したエネルギーの多くを熱放射として放出し、材料がその9:04
- heat, which would give it time to conduct through the structure of the spacecraft to areas we want cool.熱を保持せず、宇宙船の構造を通じて冷やしたい領域に伝導する時間があります。9:17
- This high emissivity silicon coating is applied to layer 1 and 2, the two hottest layers, helping them send their heat back out to space away from the spacecraft asこの高放射率シリコンコーティングは最も熱い2層の層1と層2に適用され、熱を宇宙船から離れた宇宙に戻すのを助けます。9:23
- fast as possible.できるだけ速く。9:35
- These design choices are what allow the heat shield to maintain the massive heat differential between the hot and cold side, but blocking heat is just one challenge.これらの設計選択により、熱シールドは熱側と冷側間の大きな温度差を維持できますが、熱を遮断することは1つの課題に過ぎません。9:37
- That's one of the bigger challenges, along with just designing a deployment system that does this complicated, you know, unnecessary unfolding reliably and correctly.それは、この複雑で不要な展開を確実かつ正しく行うデプロイメントシステムを設計することと並んで、より大きな課題の1つです。9:48
- In order to fit inside the fairing of the Arian 5 rocket, the sun shield has to be folded and stowed before launch, leading to some incredibly complicated mechanics toアリアン5ロケットのフェアリング内に収まるため、太陽シールドは打ち上げ前に折りたたまれ、格納される必要があり、信じられないほど複雑なメカニクスにつながります。10:02
- ensure it unfolds correctly when game time arrives.ゲーム時間が到着したとき、それが正しく展開されることを保証します。10:14
- Deploying things in space is always difficult, but when you're deploying rigid structure, that's generally what us engineers would call deterministic.宇宙に物を配置することは常に難しいですが、剛構造を配置する場合、それが決定論的と呼ぶものです。10:18
- That's relatively easy.それは比較的簡単です。10:28
- Membranes and cables are almost inherently non -deterministic.膜とケーブルはほぼ本質的に非決定論的です。10:30
- And if you want to, you know, have, describe or illustrate what that means, try pushing on a string.つまり、弦を押してみてください。10:33
- You know, the string will move, but if I ask you to determine the shape that it will assume, you will have a very, very hard time doing that.弦は動きますが、それが仮定する形を決定するよう求めるのは非常に難しいです。10:39
- So to control these almost non -deterministic things is, takes a great deal of effort, a great deal of trial and error.したがって、これらのほぼ非決定論的なものを制御するには、多くの努力と試行錯誤が必要です。10:48
- And even after we're done getting it, you know, getting the design right, the one thing about the sun shield, it's almost like a parachute, or it's very similar to設計を正しく取得した後でも、太陽シールドはほぼパラシュートのようなもの、または非常に似ています。10:57
- a parachute.パラシュートに。11:06
- You know the parachute will work, but it's also only as good as the very, very last time you fold it.パラシュートが機能することを知っていますが、それはあなたが折った最後のときと同じくらい良いです。11:08
- And you're going to find out whether you folded it correctly or not when you use it.あなたはそれを使うときにそれを正しく折ったかどうかを知ります。11:15
- The unfolding process will begin a few days after launch, not too far from Earth, starting with relatively simple mechanisms with the solar panels and communications antenna deploying.展開過程は打ち上げ後数日で始まり、地球からそれほど遠くないところで、太陽電池とアンテナの展開で始まります。11:21
- The truly nerve -wracking process begins on day seven, as the spacecraft is coasting towards L2.本当に不安な過程は7日目に始まり、宇宙船がL2に向かっています。11:33
- There are over 300 single points of failure in this unfolding sequence, 300 chances for a $10 billion 25 -year project to end.このアンフォールディング順序には300以上の単一障害ポイントがあり、100億ドルの25年プロジェクトが終わる300の機会があります。11:39
- 107 pins holding the sun shield together have to be released on cue to allow the system of pulleys, motors, cables, bearings and springs to begin unfurling the sun shield太陽シールドを一緒に保持する107個のピンは、プーリー、モーター、ケーブル、ベアリング、スプリングのシステムが太陽シールドを展開し始めるようにするため合図で解放される必要があります。11:50
- into its precise, complete shape.正確で完全な形へ。12:02
- This process will take three days, and once complete, the optical components will unfold and lock into place, completing the transformation process, but we are most certainly not in theこのプロセスは3日間かかり、完了すると光学コンポーネントは展開してロックされ、変換プロセスが完了しますが、確実に私たちは12:04
- clear.安心ではありません。12:17
- The likelihood of the tennis court -sized sun shield being struck by micro meteorites is fairly high, and because this is a thin layer of plastic stretched out under tension,テニスコート大の太陽シールドがマイクロメテオライトに打たれる可能性は相当高く、これは緊張下で張られたプラスチックの薄い層であるため、12:18
- a small tear caused by an impact could cause a runaway tear ripping through the whole sun shield.衝突による小さな裂け目は全体の太陽シールドを破く暴走裂け目を引き起こす可能性があります。12:29
- To prevent this, ripstop seams have been moulded into the sun shield, which will arrest terraces and keep them confined to a single portion of the shield without compromising structuralこれを防ぐため、リップストップシームが太陽シールドに成形されており、裂けを止めてシールドの1つの部分に限定し、構造を損ないません。12:36
- integrity.完全性。12:48
- The film has also been carefully moulded with corrugations and other shapes to stiffen and shape the shield as needed.フィルムはまた、シールドを必要に応じて硬化して形成するため、波状加工および他の形で慎重に成形されています。12:49
- This passive cooling system helps tremendously, ensuring the dark side of the telescope is shielded from the sun's heat, keeping its sensitive heat -detecting instruments at 40 degrees Kelvin, aboutこの受動冷却システムは非常に役立ち、望遠鏡の暗い側が太陽の熱から保護されていることを保証し、その敏感な熱検出器を約40度ケルビンに保ちます。12:56
- minus 233 degrees Celsius.マイナス233度セルシウス。13:09
- But parts of the telescope, specifically the mid -infrared detection instrument located here, needs to be even colder to work correctly.しかし望遠鏡の一部、特にここにある中赤外線検出器は、正しく機能するためにさらに冷たくする必要があります。13:12
- It needs to be 7 degrees Kelvin, just 7 degrees of the absolute minimum temperature of the universe of 0 degrees Kelvin, and for this we need active cooling.宇宙の絶対最低温度0度ケルビンから7度ケルビン、つまりわずか7度である必要があり、このため能動冷却が必要です。13:22
- The James Webb telescope includes an innovative cryocooler for this purpose.ジェームズウェッブ望遠鏡はこの目的のための革新的なクリオクーラーを含みます。13:35
- The challenge in developing this cryocooler alone was immense, costing $150 million.このクリオクーラーの開発だけでも課題は巨大で、1億5000万ドルの費用がかかっています。13:42
- Getting cold temperatures is just one small part of the design.冷たい温度を取得することは設計のほんの一部です。13:49
- Vibration has to be eliminated, as the tiniest movement of the telescope could cause massive blurs in the image as it attempts to focus on objects billions of light -years振動を排除する必要があります。望遠鏡の最小の動きが数十億光年の物体にフォーカスしようとするときに画像に大きなぼかしを引き起こすためです。13:53
- away.離れた場所で。14:05
- That means eliminating moving parts where possible, and when that can't be done, incredibly precise machining and movement is needed to balance weights as they move.つまり、可能な限り動く部品を排除し、できない場合は重みのバランスを取るために信じられないほど正確な加工と動きが必要です。14:06
- The cooler also needs to use a tiny amount of electricity, as the telescope only has 2000 watts of power provided by its solar array, and it needs to runクーラーはまた、わずかな電力を使用する必要があります。望遠鏡は太陽電池から供給される2000ワットの電力しかなく、実行する必要があるからです。14:17
- reliably for years.長年にわたって確実に。14:28
- That means a closed -loop cycle, with our refrigerant being continually reused.つまり、クローズドループサイクルで、冷媒が継続的に再利用されます。14:30
- I found this explanation of the cryocooler on NASA's site.NASAのサイトでクリオクーラーのこの説明を見つけました。14:36
- The pre -cooler features a two -cylinder, horizontally opposed pump, and cools helium gas using pulse tubes, which exchange heat with the regenerator acoustically.プリクーラーは2気筒の水平対向ポンプを持ち、パルスチューブでヘリウムガスを冷却し、再生器と音響的に熱を交換します。14:40
- Okay, horizontally opposed pumps, with carefully balanced pistons that will cut vibration as the weights balance each other out.わかりました。水平対向ポンプで、重みがお互いにバランスを取るので振動をカットする慎重にバランスの取れたピストン。14:52
- But the rest of that explanation sounds like it came straight out of a sci -fi novel.しかしその説明の残りはSF小説から直接出てきたように聞こえます。14:59
- A sound wave is just a pressure wave, and pressure and temperature are directly proportional.音波は単なる圧力波で、圧力と温度は直接比例しています。15:04
- Higher pressure will cause higher temperature.より高い圧力はより高い温度を引き起こします。15:10
- One way we can take advantage of this is by creating a standing wave, where the peaks and troughs of the wave are stationary.これを活かす1つの方法は、波の峰と谷が静止している定在波を作ることです。15:13
- We can do this in a closed tube, where the resonant frequency of the tube is determined by the tube's length.これは閉じた管の中で行うことができ、管の共鳴周波数は管の長さで決まります。15:20
- Here, the sound wave will bounce off the closed end and create a region of compression and high pressure, and therefore high temperature.ここで音波は閉じた端で跳ね返り、圧縮と高圧力の領域を作り、したがって高温度を生じます。15:27
- This alone isn't terribly useful.これだけではそれほど役に立ちません。15:35
- The energy and temperature in this system will stay relatively stable, left on its own.このシステムのエネルギーと温度は、それ自体では比較的安定した状態を保ちます。15:38
- But what if we could extract some of this heat with each cycle?でも、各サイクルでこの熱の一部を抽出できたらどうでしょう?15:43
- Then, on each cycle, we could gradually cool the overall system.そうすれば、各サイクルでシステム全体を徐々に冷やすことができます。15:48
- To do this, we need a way to pass energy out of the system.これを行うには、システムからエネルギーを出す方法が必要です。15:51
- This is done with a stack, a porous material with air gaps that allow sound to pass through it, which is placed so that it smoothly spans both the hotこれはスタック、つまり音が通る空気のギャップを持つ多孔質材料で行われます。それは熱い領域と冷たい領域の両方にスムーズに広がるように配置されます。15:56
- region at the end of the tube and the cold region in the centre, like this.管の端の領域と中心の冷たい領域、このようにです。16:04
- A heat exchanger is then placed on either end of the stack, one for the hot side and one for the cold.その後、熱交換器がスタックのどちらかの端に配置され、1つは熱い側用で1つは冷たい側用です。16:09
- The hot heat exchange will conduct its heat to the centre of the sun shield, where it can radiate out to space, while the cold portion will conduct its heat,ホット熱交換器はその熱を太陽シールドの中心に伝導し、そこから宇宙に放射できます。冷たい部分はその熱を伝導します。16:15
- or lack thereof, to a copper plate attached to the back of the infrared sensors to cool them to 6 .2 degrees Kelvin.またはそれがないので、赤外線センサーの背面に取り付けられた銅板に伝導し、それらを6.2ケルビンに冷やします。16:24
- This is obviously an extreme oversimplification of the actual operation of the pulse tube cryocooler.これは明らかにパルスチューブ冷却器の実際の動作の極度に過度な単純化です。16:33
- This is just a basic explanation of the physical phenomenon that allows it to work.これはそれが機能するのを可能にする物理現象の基本的な説明です。16:41
- The pulse tube cryocooler is quite possibly the most fascinating part of this spacecraft to me, utilizing a simple physical phenomenon with extreme precision, allowing those infrared sensors located inパルスチューブ冷却器は私にとってこの宇宙船のおそらく最も魅力的な部分です。シンプルな物理現象を極度の精密さで利用し、赤外線センサーを実現します。16:48
- the centre of the telescope's beautiful golden mirror to work.望遠鏡の美しい黄金の鏡の中心に位置する赤外線センサーが機能することを可能にします。17:01
- The golden mirrors are the most striking part of the telescope, made of 18 hexagonal segments, 6 .5 metres in diameter.黄金の鏡は望遠鏡の最も印象的な部分で、18個の六角形のセグメントで作られており、直径6.5メートルです。17:05
- So, what's the deal with the design?で、デザインはどうなってるんでしょう?17:14
- It's unlike any telescope mirror I have ever seen.私が今までに見た望遠鏡の鏡とは全く違います。17:17
- The mirror surface itself is beryllium plated in gold.鏡の表面自体はベリリウムに金メッキされています。17:20
- That's a unique and expensive material choice.それはユニークで高い材料の選択です。17:25
- We need the structure of these mirrors to remain in an extremely precise shape to reflect light as desired.これらの鏡の構造は、望む通りに光を反射するために非常に正確な形状を保つ必要があります。17:28
- They can't bend and they can't warp with temperature changes, and they also need to be extremely lightweight to reduce launch costs.それらは曲がることができず、温度変化で歪むこともできず、また打ち上げコストを削減するために非常に軽量である必要があります。17:37
- Beryllium is a lightweight metal.ベリリウムは軽い金属です。17:45
- With an atomic weight of just 4, it's much lighter than silica glass, a more traditional mirror subsurface material.原子量がたった4で、より伝統的な鏡の下層材料であるシリカガラスよりもはるかに軽いです。17:48
- While being far more capable in dealing with the cryogenic temperatures the mirror will operate in, keeping its shape and not contracting so much that it ruins the carefully shaped一方、鏡が動作する低温に対処するのにはるかに優れており、その形を保ち、慎重に形作られた曲線を台無しにするほど収縮しません。17:55
- curves of the mirror.鏡の曲線を。18:05
- While nowhere near as strong as steel, beryllium is much stiffer with a Young's modulus of 300 gigapascals.鋼ほどの強さはありませんが、ベリリウムはヤング率が300ギガパスカルではるかに硬いです。18:07
- This means that while beryllium is easier to break than steel, it's harder to deform before it actually breaks, giving it excellent dimensional stability.これは、ベリリウムは鋼より壊れやすいが、実際に壊れる前に変形しにくく、優れた寸法の安定性を与えることを意味します。18:15
- On a pound for pound basis, beryllium is 6 times stiffer than steel, making it the perfect subsurface material for this mirror.ポンド対ポンドベースで、ベリリウムは鋼の6倍硬く、この鏡の完璧な下層材料です。18:27
- However, it is not reflective, and for that we need to turn to gold.しかし、それは反射的ではなく、そのために私たちは金に目を向ける必要があります。18:36
- Gold is not the best reflector of visible light, being particularly poor at reflecting the lower frequencies of the visible spectrum, giving it its distinctive golden hue.金は可視光の最良の反射体ではなく、可視スペクトラムの低周波数の反射に特に劣っており、その独特の金色を与えています。18:42
- But, critically, it is an excellent reflector of the infrared spectrum, while being very unreactive, ensuring the mirror surface will not tarnish and lose its shine during its operation.でも、重要なことに、それは赤外スペクトラムの優れた反射体であり、非常に不活性であり、鏡の表面が動作中に曇ったり光沢を失ったりしないことを保証します。18:53
- To reflect that light, a very thin coat, just 0 .1 micron in thickness, is coated over the polished beryllium subsurface, taking just 48 .2 grams of gold, about theその光を反射するために、非常に薄いコート、厚さがちょうど0.1マイクロンで、研磨されたベリリウムの下層の上にコートされ、わずか48.2グラムの金を使用します。19:07
- same weight as a golf ball.ゴルフボールと同じ重量です。19:19
- A surprisingly small amount for the huge mirror, which has a collecting area about 25 meters squared, 5 .5 times larger than Hubble's 4 .5 meter squared circular glass mirror.巨大な鏡にしては驚くほど少量で、約25平方メートルの集光面積を持ち、ハッブル宇宙望遠鏡の4.5平方メートルの円形ガラス鏡の5.5倍大きいです。19:21
- The mirror needs to be massive, and to explain why, I asked Mike Mensell.鏡が巨大である必要があり、その理由を説明するために、私はマイク・メンセルに尋ねました。19:35
- Well, I could tell you how much it's collecting.ええ、どのくらい集めているかを教えることができます。19:39
- First, we're looking for stars or stellar objects or things that are approximately going to be a nanoskeleton.まず、星や星状物体、またはナノスケルトンになりそうなものを探しています。19:42
- And to explain what a nanoskeleton is, it's a unit of brightness.ナノスケルトンが何であるかを説明するために、それは明るさの単位です。19:50
- It's very, very dim.それは非常に、非常に微かです。19:55
- We're looking for among the dimmest things there are in the sky.私たちは空にある最も暗いものの中から探しています。19:56
- If I was to put a child's nightlight, puts out about 5 watts, put it on the surface of the moon and look at it from the Earth, that sourceもし私が子どもの常夜灯を、約5ワット出力している、月の表面に置いて、地球からそれを見たら、その光源は19:59
- would appear to be 20 nanoskeletons.20ナノスケルトンに見えるでしょう。20:09
- So we're looking for objects that are one -twentieth as bright as that.だから私たちはその20分の1の明るさのオブジェクトを探しています。20:12
- To do that, you need a big telescope.そうするには、大きな望遠鏡が必要です。20:19
- Picture light as rain coming in.光を降ってくる雨として想像してください。20:21
- If you want to collect a lot of rain, you make a big, wide bucket.大量の雨を集めたい場合は、大きな広いバケツを作ります。20:24
- Well, even at the size of our bucket, 6 meters across, we're only collecting about one photon per second, one particle of light per second.ええ、私たちのバケツのサイズでも、直径6メートルで、私たちは1秒あたりわずか1光子、1秒あたり1粒の光を集めているだけです。20:28
- And to put that in perspective, I'll go out tonight or any night and look at the brightest star there is in the sky.そしてそれを視点に入れるために、私は今夜または任意の夜に出かけて、空にある最も明るい星を見ます。20:38
- Your eye is probably collecting about 1 million photons per second from that star.あなたの目はおそらくその星から1秒あたり約100万光子を集めています。20:44
- So to see these very dim things, the dimmest things there are to see in the universe, you need a light bucket that's at least the 6 meters in diameter.ですから、これらの非常に暗いもの、宇宙で見る最も暗いものを見るためには、少なくとも直径6メートルの光バケツが必要です。20:50
- One photon per second really puts things into perspective.1秒あたり1光子は本当に物事を視点に入れます。21:02
- Mike and the rest of the team working on the James Webb telescope actually wanted the mirror to be bigger.ジェームスウェッブ望遠鏡に取り組んでいるマイクと他のチームメンバーは、実際に鏡がより大きくなることを望んでいました。21:07
- But the cost of launching a mirror that size between the increase in weight and limited space available inside the Ariane 5 fairing was not cost -effective.しかし、重量の増加とアリアン5フェアリング内で利用可能な限られた空間の間でその大きさの鏡を打ち上げるコストは、費用対効果がありませんでした。21:13
- They maximized the size with the resources available and incredibly.彼らは利用可能なリソースでサイズを最大化し、信じられないほどの削減を実現しました。21:24
- Even though the mirror's collecting surface is 5 .5 times larger than Hubble's, the James Webb mirror is 62 % lighter than Hubble's massive solid glass mirror.鏡の集光面がハッブルのものより5.5倍大きいにもかかわらず、ジェームスウェッブの鏡はハッブルの巨大なソリッドガラス鏡より62%軽いです。21:29
- That is an astounding weight saving, driven by launch weight requirements to get the telescope to L2.それは、望遠鏡をL2に到達させるための打ち上げ重量要件によって駆動される、驚くべき重量削減です。21:40
- And the mirror is even programmable.そしてこのミラーはプログラム可能なのです。21:49
- When Hubble first began transmitting images back to Earth, it became clear that there was something wrong with the telescope's optics.ハッブルが初めて地球に画像を送信し始めた時、望遠鏡の光学系に問題があることが明らかになりました。21:52
- Instead of the crisp awe -inspiring images we are all familiar with today, the early images came back blurred.今日私たちが皆知っているような鮮明で素晴らしい画像の代わりに、初期の画像はぼやけて戻ってきました。22:00
- The mirror had been ground down too flat by a mirror 2000 nanometers, 1 .50th the thickness of a human hair.ミラーは2000ナノメートル、人間の髪の毛の厚さの1/150だけ平らに削られていました。22:09
- But that was enough to cause the light to be focused incorrectly on the telescope's sensors.しかし、それは光を望遠鏡のセンサーに不正確に焦点を合わせるのに十分でした。22:17
- Replacing the mirror was not an option, but Hubble was designed to be serviced throughout its lifetime, featuring modular equipment bays that allowed older equipment to be removed and replaced.ミラーの交換は選択肢ではありませんでしたが、ハッブルは生涯を通してサービスを受けるために設計され、古い機器を取り外して交換できるモジュール式の機器ベイを備えていました。22:23
- In order to correct the issue, corrective optics were installed into one of these equipment bays, like a giant pair of glasses for the $1 .5 billion telescope.この問題を修正するために、補正光学系はこれらの機器ベイの1つに取り付けられました。これは15億ドルの望遠鏡のための巨大な眼鏡のようなものです。22:36
- James Webb will not be serviceable.ジェームズ・ウェッブはサービスできません。22:47
- It's simply too far away from Earth, beyond the range of any space vehicles capable of carrying humans to service it.地球から単に遠すぎて、それをサービスするために人間を運べる宇宙船の範囲を超えています。22:50
- If there was a problem with the mirrors, that would be game over.ミラーに問題があったら、それはゲームオーバーです。22:59
- But the engineers were not taking chances this time, and have engineered a system capable of adjusting its focus by itself.しかし、エンジニアたちは今回チャンスを冒さず、自分自身でフォーカスを調整できるシステムを設計しました。23:02
- Each of the 18 separate mirrors can contort its shape and adjust its position relative to the secondary mirror located in the main mirror's focal point.18個の個別ミラーのそれぞれは、その形を変形させ、主ミラーの焦点に位置する二次ミラーに対してその位置を調整できます。23:11
- The weight -saving, isogrid rear side of the beryllium mirrors are assembled with a system of backplates, struts and motors that can not only adjust the mirror's rotation, but with軽量化されたアイソグリッド構造の背面を持つベリリウムミラーは、バックプレート、ストラット、モーターのシステムで組み立てられており、ミラーの回転を調整するだけでなく、23:23
- the center motor and these struts, the mirrors can actually change their curvature to adjust the focal point of the mirrors, a feature that could have corrected Hubble's issues from中央モーターとこれらのストラットにより、ミラーは実際に、ミラーの焦点を調整するためにその曲率を変更できます。これはハッブルの問題を23:34
- Earth.地球から修正できた機能です。23:46
- Once fully deployed, the telescope will begin its calibration phase, with each mirror adjusting itself until each of the 18 segments have aligned correctly with the secondary mirror.完全に展開されると、望遠鏡はキャリブレーション段階を開始し、18個のセグメントのそれぞれが二次ミラーと正しく整列するまで、各ミラーが自身を調整します。23:47
- A 0 .74 meter convex mirror, which itself has six motors to adjust its position.0.74メートルの凸面ミラーで、それ自体が位置を調整するための6つのモーターを持っています。23:58
- These motors and control systems are so precise that the mirrors can adjust their positions in steps on the scale of wavelengths of light, creeping closer to alignment by incrementsこれらのモーターと制御システムは非常に正確で、ミラーは光の波長のスケールのステップでその位置を調整でき、増分によって調整に近づいています24:06
- of 1 ,10000s the size of a human hair.人間の髪の毛の大きさの1/10000。24:19
- That is an astoundingly accurate electromechanical system.それは驚くほど正確な電気機械システムです。24:23
- The engineers of the James Webb telescope performed this calibration test here on Earth with an absolutely massive vacuum chamber that can be cooled down to the same temperature thatジェームズ・ウェッブ望遠鏡のエンジニアは、このキャリブレーションテストを地球上で非常に大規模な真空チャンバーで実施しました。このチャンバーは、24:28
- the telescope will operate at, ensuring proper focus can be achieved.望遠鏡が動作する同じ温度に冷却できます。正しい焦点が達成できることを確認しています。24:40
- But the job to get a clear image isn't done with primary and secondary mirror alignment alone.しかし、鮮明な画像を取得するための仕事は、一次ミラーと二次ミラーの調整だけでは完了しません。24:45
- They focus the light onto the casagrain focus, which is located inside the aft optic subsystem, this black protrusion in the middle of the primary mirror, which blocks stray light彼らは光をカサグレイン焦点に焦点を合わせます。これは船尾光学サブシステム内にあります。これは一次ミラーの中央に突き出ている黒い部分で、迷光を遮断します24:52
- from entering the aperture.開口部から入るのを防ぎます。25:04
- In the darkness within, there are two more mirrors, one of them being the fine steering mirror, and this thing is the world's most expensive image stabilization tool.その中の暗闇には、さらに2つのミラーがあります。その1つが微調整ミラーで、これは世界で最も高価な画像安定化ツールです。25:05
- It is controlled by the fine guiding system.これは微調整ガイドシステムによって制御されます。25:18
- The fine guiding system is locked onto a guide star, and its job is to keep that star in the center of its field of view.微調整ガイドシステムはガイドスターにロックされており、その仕事はそのスターをその視野の中央に保つことです。25:21
- Every 64 milliseconds, the fine guiding system will send signals to the attitude control system to make adjustments to ensure the telescope stays on target.64ミリ秒ごとに、微調整ガイドシステムは望遠鏡がターゲットに留まるようにするための調整を行うために、姿勢制御システムに信号を送ります。25:28
- This attitude control is done with a combination of six reaction wheels located inside the spacecraft bus below the heat shield, and with the fine steering mirror.この姿勢制御は、ヒートシールドの下の宇宙船バス内に位置する6つの反応ホイールとの組み合わせで、および微調整ミラーとともに行われます。25:40
- This mirror will constantly be adjusting itself to ensure the target of the telescope stays steady on the sensors, minimizing blur.このミラーは、望遠鏡のターゲットがセンサー上で安定した状態で留まるようにするために、常に自身を調整し、ぼやけを最小化します。25:51
- The telescope also has thrusters for larger position maintenance.望遠鏡は、より大きな位置メンテナンスのためのスラスターも持っています。26:00
- 191 liters of hydrazine and 95 .5 liters of its oxidizer dinitrogen tetra oxide will be stored inside the spacecraft bus that will feed 20 different rocket thrusters scattered around191リットルのヒドラジンと95.5リットルのその酸化剤である四酸化二窒素は、宇宙船バス内に保存され、周りに散在する20の異なるロケットスラスターに給電します26:05
- the telescope.望遠鏡の周り。26:19
- There are eight thruster modules, two on each corner of the spacecraft bus, to aid the reaction wheels in spinning the telescope to point towards points of interest.8つのスラスターモジュールがあり、宇宙船バスの各コーナーに2つずつあり、反応ホイールが望遠鏡を回転させて関心のあるポイントを指すのを支援します。26:21
- These 16 engines will be fed with hydrazine only, a monopropellant reaction where the hydrazine is passed over a catalyst, causing a highly exothermic reaction, breaking the hydrazine down intoこれら16のエンジンはヒドラジンのみで給電され、単一推進剤反応では、ヒドラジンは触媒の上を通され、非常に発熱反応を引き起こし、ヒドラジンを分解します26:31
- nitrogen, hydrogen, and ammonia.窒素、水素、アンモニアに。26:44
- The other four motors are for orbital and positional control and require more power.他の4つのモーターは軌道制御と位置制御のためのもので、より多くの電力が必要です。26:47
- They will be fed by both hydrazine and dinitrogen tetra oxide.これらはヒドラジンと四酸化二窒素の両方で給電されます。26:52
- This fuel and oxidizer mixture react hypergologically to form nitrogen and water.この燃料と酸化剤の混合物は無触媒で反応して、窒素と水を形成します。26:56
- Hypergolic meaning they do not need an igniter, they simply ignite on contact with each other.無触媒とは、イグナイターが不要であることを意味し、単に互いに接触すると点火します。27:03
- Hydrazine is an excellent choice for a long lasting mission like this.ヒドラジンはこのような長期ミッションに優れた選択肢です。27:09
- The hypergolic reaction means the motors can repeatedly and reliably fire without a point of failure causing issues like an igniter breaking.無触媒反応は、モーターがイグナイターの破損のような障害点の問題を引き起こすことなく、繰り返し確実に発火できることを意味します。27:14
- Hydrazine is also stable for long periods at room temperature, allowing it to be stored over the expected 10 year life cycle of the James Webb telescope.ヒドラジンは常温で長期間安定しており、ジェームズ・ウェッブ望遠鏡の予想10年の寿命サイクルにわたって保存できます。27:21
- Unfortunately, that life cycle is limited to 10 years precisely because of the fuel.残念ながら、そのライフサイクルは燃料のためにちょうど10年に限定されています。27:32
- Between pointing and orbital maintenance, we will run out of fuel at some point, and NASA currently has no way of refueling the telescope.姿勢制御と軌道メンテナンスの間に、私たちはある時点で燃料が不足します。NASAは現在、望遠鏡に燃料を補給する方法がありません。27:38
- But rumors are, behind the scenes, NASA is looking to develop the technologies required to refuel the James Webb telescope before it's demise 10 years from now.しかし、噂によると、舞台裏で、NASAは今から10年後のジェームズ・ウェッブ望遠鏡の終焉前に、それに燃料を補給するために必要な技術を開発しようとしています。27:47
- Robots capable of refueling spacecraft far from Earth is an exciting concept.地球から遠く離れた宇宙船に燃料を補給できるロボットは興奮させる概念です。27:58
- The James Webb telescope could end up teaching us many more fascinating things beyond the early stages of the universe.ジェームズ・ウェッブ望遠鏡は、宇宙の初期段階を超えて、私たちにより多くの魅力的な事柄を教えることになるかもしれません。28:04
- It's my hope as an engineer, and after being 25 years on this job, that eventually our telescopes, the really, really, really big ones of the future, will be builtエンジニアとしての私の希望は、この仕事で25年経った後、最終的に私たちの望遠鏡、将来の本当に、本当に、本当に大きなものが構築されることです28:11
- in space.宇宙で。28:23
- Testing James Webb, a telescope that's designed to work in space, has been a very difficult thing to do on the ground.宇宙で機能するように設計された望遠鏡であるジェームズ・ウェッブのテストは、地上で行うのが非常に困難でした。28:26
- And I'm hoping that someday we'll be building these things in space, testing them in space, tweaking them in space, and then deploying them in space that way.そして、いつか私たちがこれらのものを宇宙で構築し、宇宙でテストし、宇宙で微調整し、その後宇宙でそれらを展開することを望んでいます。28:36
- We are on the frontier of a new space age, and the James Webb telescope is a milestone on our journey towards being a more capable space faring society.私たちは新しい宇宙時代の最前線にあり、ジェームズ・ウェッブ望遠鏡は、より有能な宇宙航行社会への私たちの旅のマイルストーンです。28:47
- This is just one of many milestones in our brief time as a species capable of escaping our planet's gravity.これは、私たちの惑星の重力から逃げることができる種として、私たちの短い時間の多くのマイルストーンの1つにすぎません。28:58
- From building our incredible global positioning network, and sending satellites to the far reaches of our solar system, to visiting the moon, and building reusable rockets.私たちの信じられないようなグローバルポジショニングネットワークを構築することから、衛星を太陽系の遠い場所に送信することから、月を訪れることから、再利用可能なロケットを構築することまで。29:06
- It's never been more exciting to be an aerospace enthusiast, especially when you can get access to the CuriosityStream and Nebula Bundle deal for just 11 .59 a year.航空宇宙愛好家であることがこれほど興奮したことはありません。特にあなたがCuriosityStreamとNebula Bundleの取引に年間11.59ドルでアクセスできるときです。29:17
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