Wielkie zamrażanie teleskopu

Aby upewnić się, że „kosmiczne oko” najnowszej generacji będzie prawidłowo funkcjonowało w przestrzeni międzyplanetarnej, najpierw na Ziemi, w centrum kosmicznym NASA w Houston w Teksasie, przeprowadzono testy w ekstremalnie niskich temperaturach, takich jakie panują w kosmosie.

W podczerwieni

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (James Webb Space Telescope, JWST) zastąpi Kosmiczny Teleskop Hubble’a. W odróżnieniu od poprzednika, będzie prowadzić obserwacje w podczerwieni. Teleskop nazwano na cześć Jamesa Webba, drugiego zarządcy NASA.

Najważniejsze cele misji to: badanie pierwszych gwiazd i galaktyk, które uformowały Wszechświat po Wielkim Wybuchu, badanie formowania się i ewolucji galaktyk, badanie tworzenia gwiazd i systemów planetarnych.

Dlatego wśród konstruktorów JWST znalazł się prof. John Mather, jeden z współtwórców teorii Wielkiego Wybuchu, noblista z 2006 roku. Teleskop składać się będzie z 21 sześciokątnych luster wykonanych z berylu pokrytego złotem. Warstewka złota na każdym z luster wystarczyłaby na wykonanie ośmiu obrączek ślubnych.

Zwierciadło główne składać się będzie z 18 luster, a jego średnica wyniesie 6,5 m (Hubble tylko 2,4 m), 2,5 raza więcej niż Hubble przy prawie trzykrotnie mniejszej masie. Powierzchnia zbierająca promienie wyniesie 25 metrów kwadratowych (ponad pięć razy więcej niż Hubble), tyle, ile zajmuje mniejsza wersja Boeinga 737.

James-Webb opuści naszą planetę wiosną 2019 roku, wyniesie go europejska rakieta Ariane 5. Zostanie umieszczony w tzw. punkcie Lagrange L2. Jest to miejsce w przestrzeni, w układzie dwóch ciał powiązanych grawitacją, w którym ciało o pomijalnej masie może pozostawać w spoczynku względem ciał układu. Odkrywcą punktu jest Joseph Lagrange. Występuje pięć takich punktów, oznaczanych od L1 do L5.

Skomplikowana sprawa

Punkl L2 znajduje się półtora miliona kilometrów od naszej planety, mniej więcej cztery razy dalej niż wynosi odległość Ziemi od Księżyca. Punkt ten wybrano dlatego, że można z niego dogodnie obserwować wnętrze kosmosu, daleko od Słońca. Naukowcy liczą, że taka lokalizacja teleskopu umożliwi im realizację bardzo ambitnych zamierzeń.

Cztery podstawowe instrumenty obserwacyjne teleskopu umieszczone są w osłonie termicznej. W punkcie Lagtange L2 panuje temperatura -253 st. C, jest już bardzo zbliżona do zera absolutnego (- 273,15 st. C).

W centrum NASA w Houston, w największej na świecie komorze kriogenicznej zdolnej do wytwarzania kosmicznie niskich temperatur, w ciągu 100 dni zespół inżynierów i naukowców z USA, Kanady i Europy przeprowadzał testy. Temperaturę obniżano stopniowo, aż do osiągnięcia -253 st. C.

Co prawda instrumenty były sprawdzane już wcześniej, ale każdy z osobna, nie w zestawie, jakim jest teleskop. Testy te, także w komorze kriogenicznej, prowadzono w trzech seriach, przez trzy lata, od 2013 do 2016 roku w laboratorium NASA Goddard w Greenbelt w stanie Maryland.

– Testy, właśnie zakończone w Houston, są niezwykle ważne dla funkcjonowania teleskopu James-Webb, to punkt kulminacyjny 15-letnich prac konstrukcyjnych. Wszystko, obiektyw Mirim, kamera na podczerwień Miri, działa prawidłowo. W pracach nie przeszkodził nam nawet huragan Harvey. Właściwie niczego więcej nie oczekujemy – powiedział prof. Pierre Olivier Lagage, astrofizyk z francuskiego CEA (Commissariat a l’energie atomique et aux energies alternatives).