Potpuno sastavljen svemirski teleskop James Webb sa svojim štitnikom za zaštitu od sunca i „nejedinjenim strukturama paleta“ (koji se presavijaju oko teleskopa radi pokretanja) vide se djelomično raspoređene u otvorenu konfiguraciju kako bi se omogućila ugradnja teleskopa.
(Slika: © NASA / Chris Gunn)
Paul M. Sutter je astrofizičar na Državno sveučilište Ohio, domaćin Pitajte svemira i Svemirski radioi autor knjige "Vaše mjesto u svemiru."Sutter je pridonio ovom članku Glasovi stručnjaka Space.com-a: Op-Ed & Insights.
NASA James Webb svemirski teleskop planira se (trenutačno) pokrenuti u ožujku 2021., nakon godina odgađanja i milijardi dolara potrošenih preko proračuna. Iako je lako tvrditi da su sve to vrijeme i novac izgubljeni, ovaj će opservatorij biti premijerni i nesporni prvak infracrvenih valnih duljina, pružajući nam neusporediv pristup kutovima svemira trenutno nepristupačnim.
Ako želimo naučiti nove stvari o svemu, od prvih galaksija do prilika za život na drugim planetima, otprilike 9,7 milijardi dolara Jamesa Webba naša je jedina nada.
Nema odmora
Dok je svemirski teleskop James Webb ("JWST" onima koji znaju) označen kao "nasljednik" NASA-inog storija Hubble svemirski teleskop, nekako nije. Hubble je prije svega optički teleskop, koji bilježi valne duljine svjetlosti slične rasponu koje radi ljudsko oko i koji se proteže malo nakon toga u infracrveni i ultraljubičasti (UV) dio elektromagnetskog spektra. U osnovi, Hubble je ogromna orbita okosne očne jabučice, koja pruža zadivljujuće slike koje biste vidjeli da su i vaši optički živci na sličan način opremljeni.
Ali JWST je drugačiji. Posmatrat će je u cijelosti infracrvenom, jedva grebajući najdublje moguće crvene boje koje čovjek može vidjeti. Drugim riječima, JWST će proučavati svemir koji je ljudskom iskustvu uglavnom nevidljiv.
Jedan od glavnih razloga zašto je JWST zamišljen kao infracrveni opseg je taj što je infracrvena astronomija, općenito, zaista teško napraviti s površine Zemlje. Svjetlosno zagađenje je skaka astronoma, kojima je potrebno nebo kristalno čisto i savršeno tamno da bi izvršili svoja detaljna promatranja i mjerenja.
A zagađenje infracrvenim svjetlom dolazi iz mnogih različitih mjesta. U osnovi, bilo što toplo. Što je, u osnovi, sve. Ljudska tijela stvaraju 100 vata infracrvenog zračenja. Sama Zemlja je prilično topla, snažno svijetli u infracrvenim pojasevima. Čak je i sam teleskop, ako je na sobnoj temperaturi, užaren u infracrvenom.
Nije da ne možemo infracrvena astronomija s tla, samo je frustrirajuće teško.
Otuda i prostor.
Daleko od kuće
JWST će upravljati oko 1,5 milijuna kilometara od Zemlje, kako bi se sigurno odmaknuo od našeg toplog, infracrvenog planeta. Ali čak i dalje, postoji sunce protiviti se s. Jeste li ikad sjedili vani lijepog ljetnog dana, osjećajući toplinu našeg sunca na svojoj koži? Da, to je infracrveno zračenje koje izduvavaju kante. Čak i milion milja udaljeno od Zemlje, sunce je još uvijek pomalo nazdravilo.
Da bi se borili protiv toga, dizajneri infracrvenih svemirskih teleskopa imaju nekoliko opcija. Najčešći izbor je korištenje aktivnog sustava hlađenja, hlađenje teleskopa do temperatura potrebnih za pravilno praćenje infracrvenih valnih duljina. To je sjajno i koriste ih prethodni infracrveni svemirski teleskopi, ali to im ograničava životni vijek. Nema više rashladne tekućine = nema više astronomije.
Dakle, umjesto toga, JWST će postaviti ogroman, skupi svemirski kišobran, dugačak 22 i 22 metra, izrađen od pet slojeva izuzetno reflektirajućeg materijala, svaki sloj tanji od ljudske dlake. Ova masivna "sunshield"držat će sam teleskop u stalnoj hladovini, negdje južno od minus 370 stupnjeva Farenhita (minus 223 stupnja Celzija), što je idealno za infracrvene valne duljine koje će proučavati.
Iako će, radi zabave, jedan od instrumenata na brodu biti hlađen aktivnim sustavom hlađenja na minus minus 433 Fahrenheita (minus 258 C), što će mu omogućiti pristup još većim infracrvenim valnim duljinama.
Evo nauke
Sve u svemu, JWST je masivan. U stvari je toliko velika da ne bi mogla biti u stanju stati na raketu. Osim gargantuanovog suncobrana, primarno ogledalo bit će široko 21 stopa (6,5 m), što je daleko šire od bilo kojeg raketnog nadmetanja koji se trenutno koristi. Usmjeriti zrcalo na stranu rakete nije baš izvedivo rješenje, pa su umjesto toga pametni NASA-ini inženjeri razbili ogledalo u 18 manjih šesterokutnih presjeka, koji će se ugurati i ugurati u raketu (zajedno sa presavijenim suncobran i ostatak samog teleskopa).
Ako sve pođe kako treba, samo nekoliko dana nakon lansiranja JWST će se uputiti u svoje promatračko mjesto, otkriti i započeti zuriti.
A ono što će vidjeti bit će - i to ne koristim olako ovu riječ - izvanredno. Jedna od njegovih glavnih meta bit će rani svemir, kada je naš svemir bio star tek nekoliko stotina milijuna godina. Prve zvijezde i galaksije koje su se pojavile na kozmičkoj sceni blistale su u vidljivom spektru, ali tijekom posljednjih 13 milijardi godina svemir proširio se, protežući tu svjetlost izvan vidljivog raspona i dolje u infracrvenom zraku - pravo u slatko mjesto dizajnerskih parametara tvrtke JWST.
Budući da uopće nemamo slike iz epohe prvih zvijezda i galaksija (kolokvijalno poznatih kao "kozmičke zore") ovo će biti naš prvi pogled na ovo važno doba u povijesti kosmosa.
Bliže kući, JWST će proučavati sve cool u kozmosu, od protoplanetarnih diskova oko novorođenih zvijezda do molekularnih oblaka, kometa, predmeta Kuiper pojasa i još mnogo toga.
A JWST će upotrijebiti specijalizirani uređaj za uklanjanje svjetlosti iz nekih udaljenih zvijezda, omogućujući opservatoriju snimanje slika bilo kakvih objekata koji kruže oko tih zvijezda - poput egzoplaneta, Ti će planeti blistati infracrvenom, a svjetlost sa tih planeta modificirat će kemikalije i elementi u njihovoj atmosferi, kemikalije i elementi koji bi mogli biti znakovi života.
Od lovca na ET do otkrivača kozmičke zore, JWST će sigurno biti vrijedan čekanja.
- NASA-in svemirski teleskop James Webb: Hubbleov kozmički nasljednik
- Kuća troši račun za požar upozorenja na svemirski teleskop James Webb
- NASA-in svemirski teleskop James Webb stigao u Kaliforniju na završnu skupštinu (fotografije)
Saznajte više slušajući epizodu "Vrijedi li James Webb pričekati?" na podcastu Ask A Spaceman, dostupan na iTunes i na Internetu na http://www.askaspaceman.com, Zahvaljujući @SethDSanders, @hhyech, White I. i Veljo U. za pitanja koja su dovela do ovog djela! Postavite svoje pitanje na Twitteru koristeći #AskASpaceman ili slijedeći Paula @PaulMattSutter i facebook.com/PaulMattSutter.
