Webb w kosmosie

Niedawno zakończono montaż najnowszego teleskopu kosmicznego. Teraz rozpoczną się testy i przygotowanie do umieszczenia go w kosmosie. Ten teleskop to rewolucja i rewelacja!

Reklama

W XVII wieku wynaleziono dwa urządzenia, które pozwalają na oglądanie obiektów bardzo małych, będących blisko (mikroskop), jak też olbrzymich, które są bardzo daleko (teleskop). To drugie urządzenie zostało od razu wykorzystane do obserwacji astronomicznych, m.in. przez Galileusza, i bardzo szybko dało wspaniałe wyniki.

Przez ponad 300 lat udoskonalano konstrukcję teleskopów, uzyskując urządzenia dające coraz lepszy wgląd w kosmos. Pierwotnie miały one kształt tubusu wyposażonego w odpowiednie soczewki, potem powstały teleskopy zwierciadlane. Wszystkie służyły jednak do obserwacji w zakresie światła widzialnego. Dopiero w XX wieku zaczęto budować teleskopy, za pomocą których można było obserwować inne rodzaje promieniowania elektromagnetycznego, niewidocznego ludzkim okiem. Właśnie one doprowadziły do prawdziwej rewolucji w obserwacjach astronomicznych. Wiemy bowiem, że to, co widzimy gołym okiem, jest jedynie drobnym ułamkiem promieniowania elektromagnetycznego, które dociera do Ziemi z takich obiektów jak galaktyki, gwiazdy, kwazary, pulsary itp.

Dość szybko zaczęto zdawać sobie sprawę z tego, że nasza poczciwa Ziemia nie jest dobrym miejscem obserwacyjnym. Wynika to z faktu, że istnieje tutaj atmosfera, której obecność powoduje poważne zakłócenia rejestrowanego obrazu. Dlatego też już od dawna planowano wysłanie teleskopów w kosmos. To ogromny koszt, ale bezpowrotnie minęły już czasy, gdy pojedynczy astronom za niewielkie pieniądze dokonywał wielkich odkryć.

Teleskopy kosmiczne

Idea wielkich teleskopów kosmicznych zrodziła się w latach 20. XX wieku w umysłach wizjonerów astronautyki – Obertha, Goddarda i Ciołkowskiego. Jednak realizacja rozpoczęła się na dobre dopiero w 1990 roku, gdy na orbitę Ziemi wysłano teleskop Hubble’a. Do końca XX wieku udało się wysłać jeszcze dwa inne duże teleskopy – Compton i Chandra. Obrazy uzyskane z Hubble’a (pracuje w zakresie światła widzialnego i ultrafioletowego) znane są wszystkim miłośnikom astronomii. Teleskop ten pracuje do dziś i będzie jeszcze przez jakiś czas wykorzystywany. Pozwolił on m.in. na odkrycie atmosfery planet poza Układem Słonecznym oraz na częściowe poznanie ich składu. Za jego pomocą sfotografowano również tzw. Ekstremalnie Głębokie Pole Hubble’a, czyli fragment nieba z galaktykami odległymi od nas o ponad 13 mld lat świetlnych, a więc przyjrzano się wszechświatowi będącemu w wieku niemowlęcym.

Istniejące dziś teleskopy obserwują kosmos w świetle widzialnym, ultrafioletowym, podczerwonym, mikrofalowym, gamma oraz fal radiowych. Obecnie trwają zaawansowane przygotowania do misji teleskopu Jamesa Webba. Wiemy też o pracach projektowych nad kilkoma innymi kosmicznymi teleskopami prowadzonych przez NASA oraz ESA (Europejska Agencja Kosmiczna).

Teleskop im. Jamesa Webba

W 1996 roku powstał zespół uczonych oraz inżynierów, którzy rozpoczęli prace studyjne nad teleskopem kosmicznym, noszącym pierwotnie nazwę Next Generation Space Telescope (Teleskop Kosmiczny Następnej Generacji). Nazwa ta w 2002 roku została zmieniona na James Webb Space Telescope. W ten sposób postanowiono uhonorować zmarłego w 1992 roku dawnego dyrektora NASA, Jamesa L. Webba, za którego kadencji Stany Zjednoczone wysłały swoje pierwsze rakiety w kosmos oraz rozpoczęły misje załogowe wokół Ziemi i Księżyca.

Projekt ten jest obecnie jednym z największych międzynarodowych przedsięwzięć kosmicznych – obok NASA uczestniczy w nim Europejska Agencja Kosmiczna oraz Kanadyjska Agencja Kosmiczna (CSA). W sumie w tym przedsięwzięciu bierze udział ponad 1000 uczonych oraz inżynierów z 17 krajów.

Teleskop Webba jest w założeniach nieco podobny do Hubble’a, a więc składa się z układu dwóch zwierciadeł – pierwotnego i wtórnego. Lustro pierwotne zbudowane jest z 18 sześciokątnych luster, wykonanych z berylu i pokrytych bardzo cienką warstwą metalicznego złota (łączna ilość złota jest niewielka, wystarczyłaby zaledwie na kilka obrączek ślubnych). Powierzchnia całkowita luster wynosi 25 metrów kwadratowych, a więc jest niemal sześciokrotnie większa niż w teleskopie Hubble’a. Beryl wybrano ze względu na lekkość tego materiału oraz doskonałą odporność na niskie temperatury panujące w kosmosie, natomiast złoto metaliczne bardzo dobrze odbija promieniowanie podczerwone (IR). Ze względów technicznych nie było możliwe zaprojektowanie jednoelementowego dużego zwierciadła, dlatego też całość zostanie wysłana w przestrzeń w stanie złożonym i dopiero po drodze zostanie rozłożona. Uzyska wtedy kształt olbrzymiego parasola. Będzie to więc takie ogromne kosmiczne origami.

Dodatkowo całość przykryje od strony Słońca specjalna osłona, której zadaniem będzie utrzymanie niskiej temperatury teleskopu. Energii urządzeniom pomiarowym i transmisyjnym dostarczą panele słoneczne.

Instrumenty obserwacyjne

Teleskop będzie wykonywał zdjęcia i pomiary w zakresie promieniowania podczerwonego. Aby takie obserwacje prowadzić na Ziemi, trzeba by schłodzić całą aparaturę obserwacyjną do bardzo niskich temperatur. Wynika to z faktu, że wszystkie obiekty wysyłają promieniowanie podczerwone (my odczuwamy je jako ciepło). W przypadku teleskopu Jamesa Webba problem będzie rozwiązany samoistnie. W miejscu, w którym będzie się znajdowało urządzenie, panuje temperatura około –230 stopni Celsjusza.

Zestaw kamer pozwoli na wykonywanie zdjęć rozmaitych obiektów kosmicznych – od planet i komet aż do odległych galaktyk. Poza zdjęciami specjalny przyrząd będzie także wykonywał analizy spektrograficzne. Konstrukcja tego urządzenia pozwoli na wykonywanie takich badań dla 100 obiektów jednocześnie.

Wszystkie dane trafią potem na Ziemię. Zostaną zebrane i zarchiwizowane, a dalsza analiza będzie się odbywać głównie w instytucie w Baltimore (USA), gdzie pracować będą uczeni z NASA oraz ESA i CSA.

W drogę!

Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, podróż teleskopu do miejsca przeznaczenia rozpocznie się w październiku 2018 roku. W kosmos wyniesie go z platformy startowej ESA w Kou- rou (Gujana Francuska) rakieta Ariane 5. Po miesięcznej podróży (ponad 1,5 miliona kilometrów!) zostanie on „zaparkowany” na orbicie wokół miejsca docelowego, znajdującego się w tzw. punkcie Lagrange’a L2. Sama podróż będzie też niezwykła, ponieważ już po drodze rozpocznie się proces powolnego rozkładania luster oraz trójnoga, na którym jest umieszczone zwierciadło wtórne. Chodzi głównie o to, aby całość wychłodziła się do temperatury otoczenia, co jest w tym przypadku sprawą kluczową.

Mniej więcej dwa miesiące po osiągnięciu punktu docelowego teleskop rozpocznie pierwsze testy, które powinny dać odpowiedź na pytanie, czy wszystko poszło zgodnie z planem. Kolejne trzy miesiące upłyną na testowaniu oraz kalibracji urządzeń obserwacyjnych, wykonywaniu zdjęć testowych, sprawdzaniu transmisji itp. W okolicy kwietnia 2019 roku rozpocznie się planowa praca urządzenia. Twórcy zakładają, że teleskop Webba powinien działać co najmniej przez 5 lat, ale tak naprawdę liczą na 10.

Czego oczekujemy od Webba?

Tu, na Ziemi, wszystko jest już rozpisane bardzo precyzyjnie. Zaplanowano konkretne eksperymenty, które pozwolą nam jeszcze głębiej niż dotychczas wniknąć w krańce wszechświata. Część badań poświęcona jest też egzoplanetom (znajdującym się poza Układem Słonecznym), które okrążają wiele gwiazd w naszej galaktyce. Są spore szanse na to, że dzięki spektrografowi będzie można wykonać precyzyjne analizy atmosfery tych planet, a także na poszukiwanie śladów życia kosmicznego. Warto przy okazji wspomnieć, że całkiem niedawno odkryto planetę obiegającą Proximę Centauri – najbliższą z gwiazd poza Słońcem, odległą zaledwie o 4 lata świetlne. Nic więc dziwnego, że naukowcy są podekscytowani możliwością obserwacji tego ciała niebieskiego, ponieważ trafia im się zupełnym przypadkiem niesamowita gratka.

Jedno jest pewne – jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, dostaniemy kolejną porcję danych, które pozwolą zweryfikować niektóre hipotezy kosmologiczne oraz wyznaczyć kierunki dalszych badań.•

«« | « | 1 | » | »»

aktualna ocena |   |
głosujących |   |
Ocena | bardzo słabe | słabe | średnie | dobre | super |

Zobacz

  • Jacek
    29.12.2016 08:12
    To na czym właściwie polega rewolucja i rewelacja tego akurat teleskopu? Co ma takiego, czego nie mają inne współczesne przyrzady obserwacyjne? Do czego służy cienka warstwa złota? Zbyt lakoniczny ten artykuł...
  • krut00
    03.01.2017 20:12
    Obserwacje w podczerwieni są o tyle ciekawe że można zobaczyć bardzo szybko oddalające się gwiazdy, których już w normalnym widmie nie widać. Można też zrobić rzecz zdecydowanie ciekawszą, mianowicie zbadać widmo emitowane przez Ziemię czy planety naszego systemu słonecznego i porównać z planetami pozasłonecznymi. Już wiele lat temu wiadomo było że Ziemia emituje więcej energii niż dostaje od Słońca. Nigdzie jednak nie ma wzmianek o tym jak dużo więcej i jakie są zmiany dobowe czy roczne.
Dodaj komentarz
Gość
    Nick (wymagany lub )

    Autopromocja

    Reklama

    Reklama

    Reklama