Lansiranje za dvije godine

NASA privodi kraju realizaciju James Webb svemirskog teleskopa

Vedrana Simičević

Reuters

Reuters

Osim što je puno lakši od svog prethodnika, JWST je potpuno drugačije dizajniran. Možda i najveću razliku od Hubblea predstavlja veličina zrcala – dok je Hubble imao jedno masivno zrcalo, teleskop nove generacije ima čak 18 zrcalnih dijelova koji se poput puzzli mogu lako složiti jedni u druge i u konačnici tvoriti zrcalo puno veće i funkcionalnije od Hubbleovog



Pokrenut je prije sad već 20 godina, a ime je dobio po čovjeku najzaslužnijem za znanstveni napredak NASA-e i pokretanje Appolo programa koji je rezultirao ljudskim koracima na Mjesecu. Unatoč brojnim odgodama i financijskim problemima, projekt dosad najvećeg i najjačeg svemirskog teleskopa prošlog je mjeseca zabilježio značajni napredak – NASA je objavila kako je osamnaesti i posljednji zrcalni segment uspješno instaliran na konstrukciju koja se već godinama gradi u Goddard Space Flight centru u Greenbeltu.


– Znanstvenici i inženjeri radili su neumorno kako bi instalirali ova nevjerojatna, gotovo savršena zrcala koja će »loviti« svjetlo iz dosad skrivenih dijelova planetarnih atmosfera, područja gdje se formiraju zvijezde i samih početaka Svemira. S dovršenom instalacijom zrcala jedan smo korak bliže zvjezdarnici koja će otkriti tajne svemira, kazao je John Grunsfeld, jedan od čelnika znanstvenog programa NASA-e predstavljajući sredinom prošlog mjeseca napredak na konstruiranju James Webb svemirskog teleskopa (JWST).


Svako od 18 heksagonalno oblikovanih zrcala širine je 1,3 metra, veličine poput stolića za kavu i težine oko 40 kilograma. Jednom kad teleskop bude instaliran u svemiru svih će ovih 18 manjih segmenata funcionirati kao jedno veliko zrcalo promjera 6,5 metara. Samo za osmišljavanje, izradu i testiranje zrcalnih dijelova bilo je potrebno desetljeće znanstvenog i inženjerskog rada, no da bi konačna konstrukcija teleskopa veličine teniskog igrališta bila spremna za lansiranje zakazno za listopad 2018. godine potrebno je zgotoviti još puno detalja. Nakon zrcala, na redu je ugradnja drugih optičkih dijelova, te istaliranje samog »srca« budućeg teleskopa – modula s integriranim znanstvenim instrumentima. Znanstveni tim potom očekuju brojna, devetomjesečna testiranja svih funkcija.


Slavni Hubble




James Webb svemirski teleskop (JWST) nasljednik je znamenitog Hubble teleskopa koji je u orbitu kao zajednički projekt NASA-e i Europske svemirske agencije postavljen 1990. i koji je prošle godine proslavio 25 godina u svemiru tijekom kojih je unaprijedio gotovo sva područja astronomije. Koristeći prednost svoje pozicije kojom je anulirana »prepreka« Zemljine atmosfere, Hubble, jedan od najsofisticiranijih instrumenata ikad proizvedenih, snimio je u proteklih četvrt stoljeća više od 30 tisuća objekata, odnosno gotovo 600 tisuća fotografija. Koristeći Hubble znanstvenici su uspjeli uhvatiti tragove tamne energije iz razdoblja unatrag 9 milijardi godina, kad je svemir bio upola manji no danas, te izmjeriti svjetlost desetaka pulsirajućih zvijezda koje su na tisuće puta sjajnije od Sunca, što im je omogućilo da preciznije utvrde starost svemira. Hubbleove fotografije »dubokog« svemira otkrile su galaksije koje su postojale kad je svemir bio star samo 600 milijuna godina, a sofisticirani svemirski teleskop dramatično je unaprijedio i potragu za »novim svjetovima« sličnim Zemlji, pokazavši da naša galaksija sadrži vjerojatno milijarde planeta, te da atmosfere nekih od njih sadrže natrij, kisik, ugljik i vodik i pokazuju naznake potencijalnog postojanja ugljičnog dioksida, metana i vode. No Hubble je imao svoja ograničenja, kako u promjeru zrcala, tako i u materijalima koji su se teško nosili s toplinom Sunčevih zraka, a koja su rezultirala i ograničenjem u tome koliko duboko u svemir, odnosno dublje u evoluciju svemiru, teleskop može zaviriti. Vrlo brzo je postalo jasno da bi iduća svemirska zvjezdarnica trebala moći »operirati« s većim valnim duljinama, te na nižim temperaturama.


Korak dalje


Na teleskopu nove generacije koji bi čovječanstvo trebao odvesti još korak dalje u dublji svemir počelo se stoga raditi već nekoliko godina nakon lansiranja Hubblea. Njegov koncept rezultat je zajedničke suradnje između NASA-e, ESA-e i Kanadske svemirske agencije, odnosno između 20 zemalja, a jednom kad napokon bude gotov bit će to najmoćniji svemirski teleskop ikad izgrađen i vjerojatno najsofisticiraniji instrument ikad osmišljen. Njegova će glavna zadaća biti proučavanje najranijih faza u povijesti svemira, uključujući i formiranje zvjezdanih sustava koji su u stanju održavati život na planetima poput Zemlje. Osim što je puno lakši od svog prethodnika, JWST je potpuno drugačije dizajniran. Možda i najveću razliku od Hubblea predstavlja veličina zrcala – dok je Hubble imao jedno masivno zrcalo, teleskop nove generacije ima čak 18 zrcalnih dijelova koji se poput puzzli mogu lako složiti jedni u druge i u konačnici tvoriti zrcalo puno veće i funkcionalnije od Hubbleovog. Njegova krajnja veličina – 6.5 metara u promjeru omogućit će JWST-u da hvata sedam puta više svjetla no Hubble, no kako jedno zrcalo te veličine ne bi moglo stati u postojeće lansirne letjelice, sklopivi dijelovi omogućit će slaganje zrcala u orbiti. Svi dijelovi zrcala izrađeni su od ultra-lakog berilija koji pokazuje izuzetno dobra mehanička i termalna svojstva na izrazito niskim temperaturama. Svaki od 18 dijelova presvučen je i vrlo tankim slojem zlata koji će mu omogućiti da bolje reflektira infracrveno svjetlo. Moć JWST-a krije se i u četiri iznimno sofisticirana instrumenta.

Još precizniji


Kamera bliskog infracrvenog područja (NIRCam) koju su izradili stručnjaci sa Sveučilišta u Arizoni opažat će svjetlo zvijezda u našoj i susjednim galaksijama, no i tragati za svjetlom zvijezda i galaksija formiranih u najranijim razdobljima svemira. NIRCam je opremljena koronografima koji mogu blokirati svjetlo vrlo sjajnih zvijezda, zbog čega postaju vidljiviji i manje sjajniji objekti u njihovoj blizini. Spektograf bliskog infracrvenog područja (NIRSpec) za kojeg je ponajviše zaslužna ESA, moći će opažati stotinjak objekata istovremeno, tragajući za najstarijim galaksijama koje su se formirale nakon Big Banga. Instrument srednjeg infracrvenog područja (MIRI) — zajednički projekt ESA-e, Europskog konzorcija i NASA-e, moći će snimiti zadivljujuće fotografije svemira u najboljoj tradiciji astrofotografije kakvu je započeo Hubble. Spektrograf unutar ovog instrumenta znanstvenici će koristiti i kako bi detektirali udaljene galaksije, komete, formirajuće zvijezde i objekte u Kuiperovom pojasu. Dvostruki FGS/NIRISS instrument koji je osmislila Kanadska svemirska agencija biti će zadužen da JWST održava precizno usmjernim u točno željenom pravcu opažanja, dok će spektroskopski dio instrumenta pokušati pronaći naznake najranijeg svjetla u svemiru, te otkrivati i detaljnije analizirati udaljene planete.


Ovi instrumenti omogućit će JWST-u spektroskopiju ultra-visoke rezolucije, od 600 nanometara do 6 mikrona, što bi značilo »hvatanje« četiri puta većih valnih duljina no Hubble, te puno preciznije opažanje u tzv. srednjem infracrvenom području, zbog čega će JWST moći zaviriti i »dublje« u prošlost svemira.


Njegov prethodnik, slavni Hubble, u međuvremenu će i dalje ostati u Zemljinoj orbiti, no na njemu više neće biti rađeni sveobuhvatni servisi, a očekuje se da će i na taj način potrajati do 2030. ili čak 2040. godine.


Novi »dead line« u 2018.


Projekt JWST-a nije imao posve pravocrtni tijek razvoja. Od sredine devedesetih koncept je više puta mijenjan, a predviđeni budžeti prelaženi. Nakon konačne revizije 2006. godine kad je odobren sadašnji koncept, te predviđeno oko 5 milijardi dolara za dizajniranje, izradu i desetogodišnje održavanje, cijena JWST-a je do 2011. ponovo premašila očekivanja. Te je godine cijeli projekt gotovo ukinut zbog »premašivanja budžeta i lošeg upravljanja«, no krajem 2011. američki je Kongres ipak odobrio njegov nastavak. NASA koja u njega ulaže najveći dio budžeta i rada od tada je posložila stvari, odobren je novi »dead line« u 2018. godini, a međunarodni znanstveni tim sve je od tada do danas odradio prema zadanom rasporedu.