Teleskop Webba na stanowisku roboczym. Udany finał transferu orbitalnego

Pozaziemska podróż Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST) rozpoczęła się na kosmodromie Kourou w Gujanie Francuskiej 25 grudnia 2021 r. - od pomyślnego startu rakiety kosmicznej Ariane 5. Aż do 8 stycznia trwała krytyczna dla powodzenia misji faza rozkładania i ustawiania mechanicznych elementów obserwatorium. Jej zwieńczeniem było rozłożenie 6,5-metrowego głównego zwierciadła złożonego z kilkunastu pokrytych złotem berylowych, sześciokątnych paneli. Od tego momentu Teleskop Webba kontynuował swój transfer orbitalny już w pełnej krasie i docelowym kształcie.

Ostatecznie, 24 stycznia o godzinie 20.00 czasu polskiego nastąpiło uruchomienie (na 297 sekund), aby wykonać finałową korektę kursu niezbędną do zakotwiczenia cennego obserwatrium w wyznaczonym miejscu równoważenia się oddziaływań grawitacyjnych. Manewr ten polegał na zwiększeniu prędkości instrumentu o około 1,6 metra na sekundę.

Punkt libracyjny L2, zwany też punktem Lagrange'a L2, znajduje się w odległości blisko 1,5 miliona kilometrów od Ziemi, po przeciwnej stronie niż Słońce. Jest to jedno z kilku specyficznych miejsc w układzie dwóch ciał oddziałujących grawitacyjnie, w których trzecie, niewielkie ciało (o pomijalnej masie) może przebywać w spoczynku względem tych dwóch ciał (w tym przypadku względem Słońca i Ziemi).

Zakotwiczenie teleskopu w punkcie L2 daje kilka podstawowych korzyści. Po pierwsze, potrzeba względnie mało paliwa na korekty kursu. Po wtóre, instrumenty teleskopu (które wymagają znaczącego schłodzenia, aby obsłużyć obserwacje w podczerwieni) są lepiej izolowane od wpływu emisji słonecznych i ziemskich, zważywszy na stałą pozycję względem Ziemi i okrążanie Słońca. Dzięki temu rozległa osłona termiczna (rozmiary 21,2 x 14,2 m) może chronić instrumenty w sposób w pełniejszy sposób.

Temperatura, w jakiej będą pracować podzespoły teleskopu, wyniesie około minus 225 stopni Celsjusza. Sam kluczowy instrument MIRI do obserwacji w średniej podczerwieni będzie dodatkowo chłodzony do temperatury około minus 266 stopni Celsjusza (7 kelwinów). Z kolei po przeciwnej stronie osłony temperatura będzie wynosić aż 88 stopni Celsjusza.

"Jesteśmy o krok bliżej do odkrycia tajemnic wszechświata. I nie mogę się doczekać, aż tego lata zobaczę pierwsze nowe spojrzenie Webba na wszechświat!" - oświadczył urzędujący administrator NASA, Bill Nelson, w okolicznościowym komentarzu po ogłoszeniu udanego transferu JWST. Agencja przewiduje, że pierwsze zdjęcia z teleskopu będą dostępne za około trzy tygodnie, jednak na pierwsze pełne dane trzeba będzie poczekać do marca. Kalibracja instrumentów obserwatorium do stanu pełnej gotowości potrwać ma z kolei aż do maja.

Rozpoczęcie misji Teleskopu Webba poprzedziły niemal trzy długie dekady pracy naukowców i inżynierów z różnych agenjcji kosmicznych i spółek technologicznych - głównie z USA. Cały projekt kosztował znacznie ponad 10 mld USD - z największym wkładem NASA, Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) i Kanadyjskiej Agencji Kosmicznej.

Astronomowie mają nadzieję, że dzięki nowemu teleskopowi i jego zdolnościom obserwacji w podczerwieni będzie możliwe m.in. zbadanie atmosfer planet spoza Układu Słonecznego oraz dostrzeżenie protogwiazd i najwcześniejszych galaktyk, powstałych ok. 100 mln lat po Wielkim Wybuchu.

Warto dodać, że JWST nie jest pierwszym teleskopem umiejscowionym w pobliżu punktu L2. Pracował tam już amerykański Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (2001-2010), a także europejskie obserwatoria Herschel (2009-2013), Planck (2009-2013) oraz Gaia (wystrzelone w 2013 roku).

Teleskop Webba bywa nazywany następcą Kosmicznego Teleskopu Hubble'a (który z kolei działa głównie w świetle widzialnym i dysponuje jednolitym zwierciadłem głównym o średnicy 2,4 metra) - bardziej w sensie kolejnego przełomowego instrumentu, który pozwoli wznieść obserwacje Wszechświata na nowy poziom. Z technicznego punktu widzenia JWST łączy więcej z Kosmicznym Teleskopem Spitzera, który prowadził obserwacje w podczerwieni, pozostając aktywnym w latach 2003-2020. Zwierciadło Teleskopu Spitzer miało średnicę 0,85 metra.

Źródło: NASA/PAP