Telescopul spațial James Webb a fost lansat. Iată ce trebuie să știi18 min read

Telescopul spațial James Webb este cel mai mare, mai puternic și mai complex observator lansat vreodată de oameni și promite să revoluționeze observarea Universului.

În după-amiaza zilei de 25 decembrie, ai asistat la un eveniment istoric. La 14.20, ora României, o rachetă Ariane 5Detalii pe wikipedia.org a Agenției Spațiale Europene (ESA) a lansat telescopul spațial James Webb, într-o misiune care își propune să revoluționeze studierea cosmosului. Lansarea a avut loc din Kourou, Guiana Franceză, și a putut fi urmărită live pe canalul de YouTube al NASA. 

Numele proiectului vine de la fostul administrator NASA, numit în funcție de președintele John F. Kennedy. James Webb a condus Agenția Spațială Americană din 1961, de la începutul programului spațial american care avea ca scop aselenizarea, până în 1968, cu câteva luni înainte ca misiunea Apollo 8 să realizeze primul zbor uman în jurul Lunii. În 2002, telescopul spațial aflat în construcție a primit numele său. 

James WebbSite-ul proiectului: jwst.nasa.gov este un proiect comun al NASA, Agenției Spațiale Europene și Agenției Spațiale Canadiene și reprezintă cel mai mare telescop lansat vreodată în spațiul cosmic. Este atât de mare încât nu încape în rachetă. Pentru a-i putea face loc, inginerii au folosit un truc: l-au construit în așa fel încât să se poată plia, pentru a ocupa un spațiu cât mai mic în cala rachetei.

Chiar dacă a suferit o nouă amânare, de o zi, telescopul spațial James Webb s-a lansat cu succes pe 25 decembrie. Odată cu aceasta, însă, încep și emoțiile astronomilor și pasionaților de explorare spațială din întreaga lume. După ce telescopul a ajuns în spațiu, o serie de evenimenteDetalii pe jwst.nasa.gov trebuie să aibă loc exact așa cum au fost plănuite de constructori. Dacă ceva nu merge conform planului, telescopul de aproape zece miliarde de dolari ar putea reprezenta un eșec.

Acesta este și motivul pentru care momentul lansării a avut parte de atâtea amânări: inginerii au testat instrumentul pentru a se asigura că, după ce va ajunge în spațiu, totul va decurge normal și telescopul va funcționa așa cum trebuie.

Racheta Ariane 5 a lansat telescopul spațial James Webb pe 25 decembrie 2021. Foto: Elisabetta Monaco/Wikimedia Commons

Ce anume este telescopul spațial James Webb?

James Webb este un telescop reflector, cu o oglindă principală cu diametrul de 6,5 metri. La acest diametru, este de 2,7 ori mai mare decât legendarul telescop spațial Hubble.Detalii pe wikipedia.org Dacă oglinda lui Hubble este dintr-o singură bucată, cea a lui James Webb este formată din 18 segmente hexagonale, îmbinate în așa fel încât să funcționeze ca o singură oglindă uriașă.

CITEȘTE ȘI: Cele mai impresionante imagini captate cu telescopul Hubble

Telescoapele cu oglinzi segmentate nu reprezintă ceva ieșit din comun în ziua de azi, ba chiar din contră. Cele mai mari telescoape de pe Pământ au astfel de oglinzi segmentate, fapt care ajută la reducerea masei totale a oglinzii principale.

Telescopul spațial Hubble este plasat pe o orbită joasă în jurul Pământului, la o altitudine de aproximativ 540 de kilometri. James Webb, pe de altă parte, va fi plasat la o distanță de 1,5 milioane de kilometri de Pământ, în zona punctului Lagrange 2,Mai multe despre punctele Lagrange pe wikipedia.org unde forța de atracție a Soarelui și cea a Pământului se află în echilibru, astfel că telescopul își poate păstra poziția aici fără a fi nevoie de prea multe manevre orbitale.

Multă lume consideră telescopul Webb ca un înlocuitor pentru Hubble, dar lucrurile nu stau așa. Cele două telescoape sunt mai degrabă complementare, fiecare putând observa lucruri pe care celălalt nu le poate observa.

Telescopul Webb observă Universul în lumină infraroșie, iar din acest motiv oglinda sa principală este acoperită cu un strat reflector foarte subțire de aur, pentru că acest metal prețios reflectă foarte bine lumina infraroșie.  

Telescoapele care observă lumina infraroșie trebuie trimise în spațiu, deoarece atmosfera terestră absoarbe această lumină, iar de la sol un astfel de telescop nu ar putea obține rezultatele dorite. De asemenea, aceste telescoape trebuie trimise cât mai departe de surse de lumină infraroșie (Pământul, Soarele etc). Din acest motiv, James Webb trebuie trimis atât de departe. Dar chiar și la această distanță, lumina de la Soare este foarte puternică, astfel că James Webb este echipat cu un parasolar uriaș, menit să-l protejeze de radiația solară.

Urmează luni de emoții

Așadar, telescopul a depășit primul hop – momentul lansării, când racheta a trecut prin atmosfera terestră, iar încărcătura sensibilă a experimentat vibrații puternice. Ai putea crede, deci, că odată ajuns în cosmos, telescopul este în siguranță.

De fapt, după ce telescopul a ajuns în spațiu, au început emoțiile. La 27 de minute după lansare, Webb s-a separat de rachetă și a continua singur drumul spre punctul Lagrange 2. În acest moment al călătoriei, telescopul și-a extins panourile solare, care i-au oferit energia necesară pentru a putea funcționa în parametri normali.

Foto: NASA/M. Clampin/GSFC

În prima lună după lansare, pe drumul spre punctul Lagrange 2, James Webb se depliază încet-încet. Mai întâi se desface uriașa membrană care joacă rol de parasolar, pentru a împiedica lumina de la Soare să ajungă la telescop. Membrana, formată din cinci straturi, are mărimea unui teren de tenis, iar de o parte și de cealaltă a acesteia diferența de temperatură este una foarte mare. Pe partea care intră în contact direct cu lumina de la Soare, sunt în jur de 85 de grade Celsius, în timp ce pe partea întunecată, cea unde se va afla telescopul, temperatura este de minus 233 de grade Celsius.

După extinderea și tensionarea parasolarului, urmează desfacerea oglinzii secundare, cea care trimite lumina focalizată de oglinda principală spre cele patru instrumente științifice care o analizează. Apoi, va începe desfășurarea oglinzii principale.

După ce telescopul se deface complet, oamenii de știință de la sol îl testează în amănunt, pentru a vedea că funcționează așa cum trebuie. Iar aceste teste durează luni de zile. De-abia în a șasea lună după lansare, Webb începe observațiile științifice.

Telescopul spațial NASA James Webb pliat. Foto: Flickr

Ce speră astronomii să observe cu telescopul spațial James Webb?

Telescopul spațial James Webb este echipat cu patru instrumente științifice:

• Near Infrared Camera (NIRCAM),„Near Infrared Camera (NIRCam) Instrument”, jwst.nasa.gov construit de Universitatea din Arizona.
• Near Infrared Spectrograph (NIRSPEC),„Near Infrared Spectrograph (NIRSpec) Instrument”, jwst.nasa.gov construit în colaborare de Agenția Spațială Europeană și NASA.
• Mid-Infrared Instrument (MIRI),„Mid-Infrared Instrument (MIRI) Instrument”, jwst.nasa.gov construit în colaborare de Agenția Spațială Europeană și NASA.
• Near Infrared Imager and Slitless Spectrograph „(NIRISS),Fine Guidance Sensor/Near InfraRed Imager and Slitless Spectrograph (FGS/NIRISS)”, jwst.nasa.gov construit de Agenția Spațială Canadiană.

Cu ajutorul Near Infrared Spectrograph (NIRSPEC), telescopul James Webb poate studia lumina celor mai îndepărtate galaxii din Univers. James Webb este special conceput în acest sens, pentru că aceste galaxii sunt atât de departe încât expansiunea Universului extinde și lungimea de undă a luminii, astfel că lumina lor ajunge în Sistemul Solar în domeniul infraroșu.

De asemenea, James Webb poate observa formarea noilor stele, cu ajutorul instrumentului Mid-Infrared Instrument (MIRI). Acestea se formează în zone în care există foarte mult praf cosmic care încurcă observațiile în lumină vizibilă, pentru că aceasta nu poate trece prin praf. Lumina infraroșie, însă, având o lungime de undă mai mare, poate face acest lucru, astfel că James Webb poate observa obiecte pe care Hubble, spre exemplu, nu le putea detecta.

Tot James Webb, cu Near Infrared Imager and Slitless Spectrograph (NIRISS), poate analiza în amănunt compoziția chimică a atmosferelor anumitor planete extrasolare (care orbitează alte stele). Și poate găsi eventuale semne ale prezenței vieții pe aceste planete prin detectarea anumitor molecule care, aici pe Pământ, sunt asociate cu viața (oxigen, apă, metan etc).

Near Infrared Camera poate fotografia direct unele planete extrasolare, pentru că blochează lumina care vine de la stea, pentru a scoate în evidență lumina palidă reflectată de o planetă care orbitează în jurul ei.

Telescopul spațial Hubble este plasat pe orbită de naveta spațială Discovery (25 aprilie 1990). Foto: Flickr

Telescopul James Webb nu poate fi reparat în spațiu

La puțin timp după lansare, telescopul spațial Hubble trimitea la sol imagini neclare ale obiectelor pe care le observa, semn că ceva nu era tocmai în regulă cu observatorul spațial. După studierea problemei, cercetătorii și-au dat seama că oglinda principală a lui Hubble avea un defect de construcție.

Dar Hubble fusese construit în așa fel încât să poate fi reparat de astronauți pe orbită, fiecare parte a telescopului fiind ușor accesibilă. Așa că, imediat ce a fost descoperită soluția rezolvării problemei lui Hubble, echipajul navetei spațiale Endeavour a zburat pe orbită și a reparat emblematicul telescop.

James Webb, însă, nu a fost proiectat pentru a putea fi reparat în spațiu. Dacă Hubble este la o aruncătură de băț și era ușor de ajuns la el cu naveta spațială, Webb se află la o distanță uriașă, de 1,5 milioane de kilometri, mult prea departe pentru a putea trimite oameni să-l repare în caz de probleme. Deci telescopul spațial James Webb trebuie să funcționeze corect încă de la lansare.  

Astfel, în lipsa oricărei intervenții ulterioare, telescopul spațial James Webb are o durată de viață estimată de cel puțin cinci ani și jumătate. Durata de viață a telescopului este determinată de cantitatea de combustibil de care dispune pentru a putea face manevrele orbitale care îi permit să rămână în zona punctului Lagrange 2 și de starea componentelor telescopului. Dacă aceste componente nu se strică, din cauza condițiilor dificile din spațiu, NASA speră să poată extinde durata de viață a lui James Webb chiar și peste zece ani.

James Webb este primul reprezentant al următoarei generații de telescoape spațiale, care ne vor permite să înțelegem cum s-a format Universul, cum s-au format primele galaxii, dacă există sau nu viață extraterestră și care ar putea descoperi cine știe ce noi mistere.