https://www.focus.pl/artykul/teleskop-po-ciemnej-stronie-ksiezyca-dzieki-niemu-mamy-zobaczyc-najstarsze-gwiazdy kosztował 10 miliardów dolarów. Budowano go osiemnaście lat, od 2004 roku. W projekcie brało udział ponad 10 tys. osób. Jeśli Kosmiczny Teleskop Webba bez niespodzianek trafi na orbitę, jego złożone z sześciokątnych luster zwierciadło stanie się najpotężniejszym instrumentem badawczym, jakim dysponuje ludzkość.
https://www.focus.pl/artykul/oto-kosmiczny-teleskop-jamesa-webba-pokaze-nam-wszechswiat-jakiego-dotad-nie-widzielismy (James Webb Space Telescope) zmieni nasze rozumienie Wszechświata – przekonują jego twórcy. W odróżnieniu od poprzednika – https://www.focus.pl/artykul/hubble-znowu-dziala-nasa-udalo-sie-zdalnie-naprawic-usterke-kosmicznego-teleskopu– potężne, mające 6,5 metra średnicy zwierciadło teleskopu Webba będzie także rejestrować https://www.focus.pl/artykul/czy-czlowiek-moze-oslepnac-od-swiatla-podczerwonego-ktorego-nie-widzi. Dlaczego to aż tak ważne?
Światło docierające do nas z głębi kosmosu jest przesunięte właśnie ku podczerwieni. Teleskop Webba będzie spoglądać znacznie głębiej w historię https://www.focus.pl/artykul/nie-ma-granic-ale-jest-skonczony-jaki-ksztalt-ma-wszechswiat. Będzie rejestrować ślady pozostałe po najstarszych https://www.focus.pl/artykul/rodzaje-gwiazd-czym-gwiazdy-roznia-sie-od-siebie-i-jak-powstaly i śledzić, jak powstawały pierwsze https://www.focus.pl/artykul/zobacz-jak-zderzaja-sie-galaktyki-taki-los-czeka-rowniez-nasza-droge-mleczna-211012120247. Będzie też na tyle czuły, by nie tylko odkrywać https://www.focus.pl/artykul/ta-odlegla-planeta-wyksztalcila-druga-atmosfere-moze-skladac-sie-z-wulkanicznych-wyziewow, lecz także poznać skład ich atmosfer.
Teleskop Webba potrzebuje chłodu dalekiej kosmicznej pustki
Prowadzenie obserwacji astronomicznych odległych i słabych obiektów w podczerwieni wymaga jednak bardzo niskiej temperatury otoczenia. Im bliżej https://www.focus.pl/artykul/rekord-zimna-w-niemieckim-laboratorium-tylko-38-bilionowych-czesci-stopnia-powyzej-zera-absolutnego, tym lepiej. Dlatego Teleskop Webba musi się znaleźć daleko od Ziemi, która odbija promieniowanie, także podczerwone.
Teleskop zacumuje w odległości 1,5 miliona kilometrów od nas. Znajdzie się w punkcie L2, jednym z kilku, gdzie równoważą się przyciąganie ziemskie i słoneczne – tłumaczył nam dr hab. Grzegorz Brona, fizyk związany z CERN i były prezes Polskiej Agencji Kosmicznej. – Będzie on powoli krążył wokół punktu L2 i co jakiś czas włączał silniki korekcyjne. W ten sposób ma zrównoważyć dodatkowe zaburzenia grawitacyjne pochodzące choćby od https://www.focus.pl/artykul/zagadka-ksiezyca-wyjasniona-wiemy-dlaczego-jego-polkule-sie-roznia.
Zwierciadło teleskopu będzie otaczać aż pięć warstw chroniących je przed ciepłem słonecznym. Każda kolejna, bliższa warstwa będzie chłodniejsza. Dzięki temu sam Teleskop Webba mógł pracować w temperaturze minus 217 stopni Celsjusza, jaka panuje w takiej odległości od Słońca.
Jest kilka powodów, dla których inżynierowie z NASA przekładali start teleskopu Webba. Stało się tak już 20 razy. Najnowszym terminem startu rakiety jest 25 grudnia 2021 roku o godz. 13:20 naszego czasu. Wtedy inżynierowie i astronomowie zaczną naprawdę się martwić.
Kosmiczny Teleskop Webba to technologiczne origami
Zaczną się martwić, bo zwierciadło Teleskopu Webba ma 6,5 metra średnicy, a osłony termiczne aż 20 metrów. Wnętrze należącej do Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) rakiety Ariane 5, która wyniesie go na orbitę – zaledwie 5,5 metra szerokości. Od samego początku misji było wiadomo, że teleskop będzie składany, a osłonę trzeba będzie zwinąć.
Gdy ładunek trafi na orbitę, trzeba będzie ostrożnie rozwinąć osłony termiczne o powierzchni kortu tenisowego wykonane z bardzo cienkiej folii. Potrwa to tydzień. Potem, co zajmie kolejne trzy tygodnie, będzie rozkładane zwierciadło. Wykonane z kruchego berylu i pokryte warstwą złota sześciokątne lustra muszą po rozłożeniu pasować do siebie z dokładnością do 10 nanometrów, czyli jednej tysięcznej grubości ludzkiego włosa. Czy uda się precyzyjnie rozłożyć tak delikatny ładunek w podróży 1,5 mln km od Ziemi? Właśnie to spędza inżynierom sen z powiek.
– Jedną z pierwszych rzeczy, jakiej się dowiedziałem rozpoczynając pracę w NASA było to, że należy unikać wdrożeń [nowych rozwiązań technicznych] dopiero w kosmosie. Ale Teleskop Webba nie może tego uniknąć. Wręcz przeciwnie, musi przeprowadzić jedną z najbardziej skomplikowanych procedur, które kiedykolwiek miały miejsce w przestrzeni kosmicznej – mówił „Business Insiderowi” Mike Menzel, szef zespołu inżynierów misji Telekopu Webba.
– Zbudowaliśmy go, złożyliśmy, przetestowaliśmy, udowodniliśmy, że działa [jeszcze na Ziemi]. Teraz musimy go rozmontować, złożyć i w zasadzie zbudować na orbicie od nowa. Tego wcześniej nikt jeszcze nie robił – mówi Menzel.
Procedura rozkładania Telekopu Webba to aż 344 etapów
Po starcie Teleskopu Hubble’a w 1990 roku okazało się, że jego zwierciadło jest krzywe. Źle je wypolerowano. Choć różnica krzywizny wyniosła mniej więcej jedną pięćsetną milimetra, aż dziesięciokrotnie zmniejszyło to jego ostrość widzenia. W 1993 roku naprawili je astronauci, mocując odpowiednią „soczewkę kontaktową”.
Było to jednak 600 kilometrów od powierzchni Ziemi, bo na takiej wysokości krążył Teleskop Hubble’a. Gdy Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba trafi w docelowe miejsce 1,5 miliona kilometrów do Ziemi, nie będzie można już niczego naprawić. Procedura rozkładania i kalibracji instrumentów Telekopu Webba składa się z aż 344 etapów. Żeby zadziałał, każdy z nich musi się udać.
– Wybór punktu L2 z jednej strony nieco komplikuje misję z punktu widzenia mechaniki orbitalnej i uniemożliwia serwisowanie teleskopu przez astronautów. Z drugiej strony jednak pozwala myśleć o wydłużeniu misji nawet do kilkunastu lat – tłumaczył nam dr Brona. Obecnie zakłada się, że nowy teleskop będzie pracował pięć lat z opcją wydłużenia działania o kolejne pięć lat.
O ile, rzecz jasna, wszystko pójdzie zgodnie z planem. Dowiemy się o tym jednak nie zaraz po starcie, ale w trakcie trzydziestodniowej podróży, gdy Teleskop Webba zmierzać będzie do punktu L2. To podczas niej odbędzie się skomplikowana operacja rozkładania zwierciadła i osłon. Za jej powodzenie trzymają kciuki tysiące naukowców i miłośników nauki na całym świecie. Jeśli się uda, ruszy teleskop na tyle czuły, że wykryłby z Ziemi ciepło trzmiela latającego na Księżycu.
Źródła: The Conversation, Business Insider.