アメリカのNASAの発表によると、
ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡は、未知の領域を探索し、これまで見えなかった宇宙の隅々の息を呑むような画像を捉えています。これは、宇宙空間で組み立てられた21フィートのセグメントミラーが可能にしたことです。
数十年に及ぶ試験が、極低温の宇宙空間で機能する材料、設計、工程の開発に注がれてきました。しかし、このプロジェクトは地上での全体的な試験が困難なほど複雑でした。
そのため、技術者はソフトウェアシミュレーションに頼り、望遠鏡がさまざまな宇宙環境下でどのようにふるまうかを理解しようとしました。その作業は、統合コンピュータモデリング分野全体の進歩に役立ちました。
Ansys Zemax OpticStudioソフトウェアパッケージは、望遠鏡の開発に使用された結果、新機能と機能が追加されました。
NASAのゴダード宇宙飛行センターの光学技術者Erin Elliottは、「シミュレーションは限界まで推し進めました」と述べています。望遠鏡の開発に使用された設計ソフトウェアスイートの1つです。
この20年間で、シミュレーション技術は劇的に進歩しました。それはコンピューティングパワーの増加と、クラウドサービスとしてのオフサイトコンピューティングパワーへの新しいアクセス方法に起因します。しかし、追加の改善はウェッブの開発に直接遡ります。
Elliottは2000年代初頭からOpticStudioを使用してウェッブ望遠鏡を支援し、2015年からはペンシルベニア州カノンズバーグに本社を置くZemax(後にAnsys Zemaxになる)で働き始めました。
Elliottによると、当時Zemaxはウェッブ望遠鏡の取り組みのためにソフトウェアを調整していました。「当時、セグメントの座標系を扱うのに特定の変更を行いました」と語っています。18個の六角形のセグメントで主鏡が構成されています。
Elliottはまた、ソフトウェアが他のWindowsプログラムとより良く通信する必要性についてZemaxのリーダーと何度も話し合ったと回想しています。 同社はOpticStudioのAPI(アプリケーションプログラミングインターフェイス)を導入し、スイートが他のプログラムと連携し、さらにカスタマイズできるようにしました。その技術を追加する理由はたくさんありましたが、ウェッブの要求はその中でも重要だったとElliottは述べています。
NASAゴダード宇宙飛行センターの光学技術者Joseph Howardは、ウェッブとその科学機器モジュールが組み立てられた場所であるメリーランド州グリーンベルトのゴダード宇宙飛行センターで、複数のモデリングパッケージを使用することがこの分野のイノベーションを推進したと指摘しています。「モデリングの相互チェックはもちろん、競争を通じてお互いをより良くするために、宇宙機関に役立つソフトウェア企業が複数あることが重要です」とHowardは述べています。
ウェッブ望遠鏡開発中にOpticStudioに加えられた改善に加え、Ansys Zemaxは2021年にElliottがNASAプロジェクトで得た知識の恩恵を受けたStructural, Thermal, Analysis, and Results(STAR)モジュールを導入しました。
温度変化によりミラーやレンズの形状が変化すると、光学系が動きます。 OpticStudioのモデリングの多くは、小さな部分で完了しました。技術者は熱シミュレーションを独立して実行し、そのデータを次の光学モデルに追加して、次の実行のためにさらにデータを生成します。
STARモジュールは、他のシミュレーションソフトウェアの解析をOpticStudioの光学モデルに直接組み込みます。これは望遠鏡や航空宇宙設
Source： https://www.nasa.gov/directorates/stmd/nasas-webb-telescope-improves-simulation-software/