Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (ελληνικά Τζέιμς Γουέμπ, το πιο ισχυρό διαστημικό παρατηρητήριο που κατασκευάστηκε ποτέ, ετοιμάζεται τώρα να εκτοξευτεί την ημέρα των Χριστουγέννων, μετά από δεκαετίες αναμονής.
Πρόκειται για ένα μηχανικό θαύμα, που θα βοηθήσει να απαντηθούν θεμελιώδεις ερωτήσεις σχετικά με το Σύμπαν, κοιτάζοντας πίσω στο χρόνο 13 δισεκατομμύρια χρόνια. Παρακάτω θα σας παρουσιάσουμε 5 σημαντικά στοιχεία που πρέπει να γνωρίζετε για το συγκεκριμένο διαστημικό τηλεσκόπιο.
Έχει γιγαντιαίο χρυσό καθρέφτη
Το κεντρικό στοιχείο του τηλεσκοπίου είναι ο τεράστιος κύριος καθρέφτης του, μια κοίλη δομή πλάτους 21,5 πόδια (6,5 μέτρα) και αποτελείται από 18 μικρότερους εξαγωνικούς καθρέφτες. Είναι κατασκευασμένα από βηρύλλιο επικαλυμμένο με χρυσό, βελτιστοποιημένο για την αντανάκλαση του υπέρυθρου φωτός από τις μακρινές περιοχές του σύμπαντος.
Αυτό το ιπτάμενο αστεροσκοπείο διαθέτει επίσης τέσσερα επιστημονικά όργανα, τα οποία μαζί εκπληρώνουν δύο βασικούς σκοπούς: την απεικόνιση των κοσμικών αντικειμένων και τη φασματοσκοπία – διάσπαση του φωτός σε ξεχωριστά μήκη κύματος για τη μελέτη των φυσικών και χημικών ιδιοτήτων της κοσμικής ύλης.
Ο καθρέφτης και τα όργανα προστατεύονται από μια αντιηλιακή ασπίδα πέντε στρωμάτων, η οποία έχει σχήμα χαρταετού και είναι φτιαγμένη για να ξεδιπλώνεται στο μέγεθος ενός γηπέδου τένις.
Οι μεμβράνες του αποτελούνται από kapton, ένα υλικό γνωστό για την υψηλή αντοχή στη θερμότητα και τη σταθερότητα του σε ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών – και τα δύο ζωτικής σημασίας, καθώς η πλευρά της ασπίδας που βλέπει στον ήλιο θα ζεσταθεί στους 230 βαθμούς Φαρενάιτ (110 βαθμοί Κελσίου). η άλλη πλευρά αναμένεται να κατέβει σε θερμοκρασίες ψύχους που φτάνουν -394F.
Το τηλεσκόπιο διαθέτει επίσης ένα “διαστημικό λεωφορείο” που περιέχει τα υποσυστήματα του για ηλεκτρική ενέργεια, πρόωση, επικοινωνίες, προσανατολισμό, θέρμανση και χειρισμό δεδομένων. Συνολικά, το James Webb ζυγίζει όσο ένα σχολικό λεωφορείο.
Ταξίδι εκατομμυρίων μιλίων
Το τηλεσκόπιο θα τοποθετηθεί σε τροχιά περίπου ένα εκατομμύριο μίλια από τη Γη, περίπου τέσσερις φορές την απόσταση του πλανήτη μας από τη Σελήνη.
Σε αντίθεση με το Hubble, το σημερινό κορυφαίο διαστημικό τηλεσκόπιο που περιστρέφεται γύρω από τον πλανήτη, το Webb θα περιστρέφεται γύρω από τον Ήλιο.
Θα παραμείνει ακριβώς πίσω από τη Γη, από τη σκοπιά του Ήλιου, επιτρέποντας το να παραμείνει στη νυχτερινή πλευρά του πλανήτη μας. Η ηλιοπροστασία του Webb θα βρίσκεται πάντα ανάμεσα στον καθρέφτη και το αστέρι μας.
Θα χρειαστεί περίπου ένας μήνας για να φτάσει σε τουτη την περιοχή στο διάστημα, γνωστή ως το δεύτερο σημείο Lagrange, ή L2. Ενώ αστροναύτες έχουν σταλεί για να επισκευάσουν το Hubble, αξίζει να σημειωθεί πως κανένας άνθρωπος δεν έχει ταξιδέψει ποτέ τόσο μακριά, όσο η σχεδιαζόμενη τροχιά του Webb.
Οριγκάμι υψηλής τεχνολογίας
Επειδή το τηλεσκόπιο είναι πολύ μεγάλο για να χωρέσει στον κώνο της μύτης ενός πυραύλου στη λειτουργική του διαμόρφωση, πρέπει να μεταφερθεί διπλωμένο, σε στυλ origami. Το ξεδίπλωμα είναι μια πολύπλοκη και προκλητική εργασία, η πιο περίπλοκη ανάπτυξη που έχει επιχειρήσει ποτέ η NASA.
Περίπου 30 λεπτά μετά την απογείωση, θα αναπτυχθούν η κεραία επικοινωνίας και οι ηλιακοί συλλέκτες που θα το τροφοδοτούν με ενέργεια.
Στην επόμενη φάση, την έκτη μέρα, ξεκινάει το ξεδίπλωμα της ηλιοπροστασίας, που είναι μέχρι τότε διπλωμένο σαν ακορντεόν, και όλη αυτή η διαδικασία θα λάβει χώρα πολύ πιο πέρα από τη Σελήνη. Οι λεπτές μεμβράνες του θα καθοδηγούνται από έναν περίπλοκο μηχανισμό που περιλαμβάνει 400 τροχαλίες και 1.312 πόδια καλώδιο.
Τη δεύτερη εβδομάδα θα έρθει επιτέλους η σειρά του καθρέφτη να ανοίξει. Μόλις ολοκληρωθεί η διαμόρφωση, τα όργανα θα πρέπει να κρυώσουν και να βαθμονομηθούν και συνάμα οι καθρέφτες να ρυθμιστούν με μεγάλη ακρίβεια.
Μετά από έξι μήνες το τηλεσκόπιο θα είναι έτοιμο για χρήση.
Η ζωή στο σύμπαν
Το Webb έχει δύο κύριες επιστημονικές αποστολές, οι οποίες μαζί θα αντιπροσωπεύουν περισσότερο από το 50 τοις εκατό του χρόνου παρατήρησης του. Αρχικά, θα εξερευνήσει τις πρώιμες φάσεις της κοσμικής ιστορίας, κοιτάζοντας πίσω στο χρόνο σε μερικές μόνο εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη (Big Bang).
Οι αστρονόμοι θέλουν να δουν πώς σχηματίστηκαν τα πρώτα αστέρια και οι γαλαξίες και πως εξελίσσονται με την πάροδο του χρόνου.
Ο δεύτερος μεγάλος στόχος του είναι η ανακάλυψη εξωπλανητών, δηλαδή πλανητών εκτός του ηλιακού συστήματος. Θα διερευνήσει επίσης τη δυνατότητα για ζωή σε αυτούς τους κόσμους μελετώντας την ατμόσφαιρα τους.
Η μεγάλη υπόσχεση του Webb έγκειται στην ικανότητα προηγμένης χρήσης των υπερύθρων.
Σε αντίθεση με το υπεριώδες και ορατό φως στο οποίο λειτουργεί ως επί το πλείστον το Hubble, τα μεγαλύτερα μήκη κύματος των υπερύθρων διεισδύουν στη σκόνη πιο εύκολα, επιτρέποντας στο πρώιμο σύμπαν που καλύπτεται από σύννεφα να εμφανιστεί πιο καθαρά.
Η υπέρυθρη ακτινοβολία επιτρέπει επίσης στους επιστήμονες να πάνε πιο πίσω στο χρόνο εξαιτίας ενός φαινομένου που ονομάζεται μετατόπιση προς το κόκκινο (redshifting). Το φως από αντικείμενα πιο μακριά τεντώνεται καθώς το σύμπαν διαστέλλεται, προς το υπέρυθρο άκρο του φάσματος.
Επίσης, προγραμματίζονται πιο κοντινές παρατηρήσεις, στο ηλιακό μας σύστημα, όπως του Άρη και της Ευρώπης, του παγωμένου φεγγαριού του Δία.
Διαστημικό τηλεσκόπιο με προεργασία κατασκευής δεκαετιών
Οι αστρονόμοι άρχισαν να συζητούν το τηλεσκόπιο που θα έπρεπε να διαδεχθεί το Hubble τη δεκαετία του 1990, με την κατασκευή του Webb να ξεκινά το 2004.
Το λανσάρισμα έχει αναβληθεί αρκετές φορές, αρχικά το 2007 και μετά το 2018, κυρίως λόγω των πολυπλοκοτήτων που σχετίζονται με την ανάπτυξη του.
Το συγκεκριμένο διαστημικό ιπτάμενο Αστεροσκοπείο είναι το αποτέλεσμα μιας τεράστιας διεθνούς συνεργασίας και ενσωματώνει καναδικά και ευρωπαϊκά όργανα.
Περισσότεροι από 10.000 άνθρωποι εργάστηκαν στο έργο, με τον προϋπολογισμό να ανέρχεται τελικά σε περίπου 10 δισεκατομμύρια δολάρια.
Η αποστολή έχει οριστεί να διαρκέσει για τουλάχιστον πέντε χρόνια, αλλά ελπίζουμε να ξεπεράσει τα 10 ή ακόμη και περισσότερα έτη ωφέλιμης λειτουργικότητας και φυσικά να μην παρουσιασθούν τεχνικά προβλήματα που μπορεί να το καταστήσουν άχρηστο.
Και τέλος θα ήταν χρήσιμο να ειπωθεί, κάτι το οποίο ενδεχομένως να διαφεύγει από την σκέψη πολλών ανθρώπων, και έχει να κάνει με το γεγονός πως τα ευρήματα που θα ανακαλύψει αυτό το διαστημικό τηλεσκόπιο θα ανήκουν στην κατοχή των Ηνωμένων Πολιτειών Αμερικής και ενδεχομένως να μην τα καταστήσει όλα διαθέσιμα προς το ευρύ κοινό και την παγκόσμια επιστημονική κοινότητα. Ωστόσο δεν θα παύει να είναι της ανθρωπότητας, ανεξάρτητα αν αυτήν τη γνώση θα την κατέχει ένα μόνο κράτος.
Παρ’ όλα αυτά, όλοι οι υγιείς σκεπτόμενοι άνθρωποι χαιρετίζουμε τέτοιου είδους προσπάθειες που προάγουν την εξέλιξη των επιστημών.
