Wystrzelony w świąteczną sobotę, 25 grudnia Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) zmierza ku oddalonemu o 1,5 miliona kilometrów od Ziemi miejscu swego zakotwiczenia. We wtorek, 4 stycznia NASA poinformowała, że ogromna, zbliżona wielkością do powierzchni kortu tenisowego wielowarstwowa osłona przeciwsłoneczna teleskopu rozłożyła się poprawnie.
Każda z pięciu kolejnych warstw osłony była rozwijana i naprężana oddzielnie. Cały proces każdorazowo zajmował około 10 godzin.
Osłona termiczna jest niezbędna do poprawnej pracy teleskopu Webba
Osłona teleskopu wykonana jest z kaptonu, czyli elastycznej folii poliamidowej o grubości porównywalnej ze średnicą ludzkiego włosa. Dodatkowo powleczona została cienką warstwą aluminium, co ma poprawić jej zdolności odbijania światła.
Kolejne warstwy różnią się wielkością. Największa zwrócona jest w stronę Ziemi, najmniejsza osłania bezpośrednio sam teleskop. Aby wszystko poszło pomyślnie, musiało zadziałać 140 mechanizmów zwalniających, 400 rolek prowadzących i 90 cięgien.
Był to pierwszy i niezbędny krok. JWST jest teleskopem badającym kosmos w podczerwieni. To znaczy, że nie może na niego działać żadne źródło ciepła. Co prawda wydaje się, że w kosmosie panują temperatury ujemne, więc po co tyle zabiegów, by schować teleskop? Nie chodzi tu jednak o temperaturę mierzoną za pomocą termometru, lecz o emitowanie promieniowania w podczerwieni. A takie promieniowanie emituje każdy obiekt o temperaturze powyżej zera stopni Kelvina (zera absolutnego).
– Można powiedzieć, że James Webb Space Telescope to ogromny i bardzo skomplikowany pirometr. Pirometr to urządzenie do bezdotykowego pomiaru temperatury, działające w oparciu o analizę promieniowania cieplnego. Aby działał skutecznie i zbierał poprawne dane, należy zminimalizować wpływ promieniowania cieplnego pochodzącego zarówno od Słońca, jak i od Ziemi. Chociaż teleskop Webba zostanie umieszony 1,5 miliona kilometrów za naszą planetą, to wciąż odbierałby promieniowanie cieplne Ziemi oraz oczywiście to pochodzące ze Słońca – mówi prof. dr hab. Leszek Błaszkiewicz, astronom z Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego w Olsztynie.
Teleskop Webba prawidłowo rozłożył jedno ze swych zwierciadeł
Kolejnym ryzykownym etapem rozwijania teleskopu było rozłożenie tzw. zwierciadła wtórnego. To element odbijający światło zgromadzone przez główne zwierciadło oraz kierujący je do trzeciego, płaskiego zwierciadła. Ono z kolei ma za zadanie m.in. skorygować zniekształcenia wywołane przez dwa pierwsze lustra, a następnie przekazać je instrumentom badawczym.
Lustro wtórne, w porównaniu ze wciąż złożonym, mierzącym 6,5 metra średnicy lustrem głównym, jest niewielkie. Ma zaledwie 74 cm średnicy i podobnie jak lustro główne wykonane jest z berylu pokrytego złotem. Proces rozkładania lustra przetestowano na Ziemi tylko raz, ponieważ mechanizm inaczej działa w warunkach ziemskiej grawitacji, a inaczej w miejscu jej pozbawionym.
Teleskop Webba znajdzie się 1,5 mln km od Ziemi
W sobotę 8 stycznia zakończy się rozkładanie głównego zwierciadła, czyli ostatnia część tworzenia kosmicznego origami. Po tym nastąpi studniowy okres schładzania teleskopu.Tymczasem teleskop Webba powoli zmierza do swojego punktu zakotwiczenia. Będzie nim miejsce w układzie dwóch ciał niebieskich – w tym wypadku Ziemi i Słońca – w którym ich potencjały grawitacyjne oraz efekty związane z siłą odśrodkową tworzą warunki równowagi.
W układzie dwóch orbitujących mas dla bardzo małej masy dodatkowej można wskazać pięć takich punktów. JWST zmierza do tego określonego mianem L2. Litera L oznacza punkt libracyjny lub punkt Lagrange’a. Ta druga nazwa wywodzi się od nazwiska Josepha Lagrange’a, matematyka i astronoma, który wyliczył, gdzie takie punkty się znajdują.
Co się stanie, gdy teleskop Webba do niego dotrze? – W chwili gdy teleskop trafi w miejsce punktu L2, podda się efektom układu Ziemia-Słońce. Zostanie niejako w punkcie tym uwięziony. Nie oznacza to jednak, że będzie nieruchomy. Po pierwsze, będzie oscylował wokół punktu L2, a trajektoria tej oscylacji będzie przypominała ósemkę. Po drugie, będzie się cały czas przemieszczał wraz z Ziemią po orbicie wokół Słońca – wyjaśnia prof. Błaszkiewicz.
NASA uruchomiła specjalną aplikację, dzięki której można śledzić kolejne etapy lotu JWST – Where Is Webb? NASA/Webb. Teleskop powinien znaleźć się w punkcie zakotwiczenia 29 stycznia.