Muminović: Najveći astronomski projekat u bliskom svemiru

Lansiranje svemirskog teleskopa James Webb ponovo odgođeno. Za sada do 24. decembra.

Svemirski teleskop “James Webb Space Telescope” (JWST) je najveća svemirska naučna opservatorija nakon Hubble teleskopa, dizajniran da odgovori na mnoga otvorena i neriješena pitanja o svemiru. Astronomi sa pravom očekuju da novi teleskop napravi revolucionarna otkrića na svim poljima astronomije. Webb će osigurati pogled na zoru svemira: od formiranja zvijezda i planeta, do rađanja prvih galaksija u ranom svemiru. Webb je međunarodno partnerstvo NASA-e, ESA-e (Evropska svemirska agencija) i CSA (Kanadska svemirska agencija). Teleskop će biti lansiran raketom Ariane 5 iz evropske svemirske luke u Francuskoj Gvajani.

Prve ideje onoga što će postati James Webb teleskop pojavile su se na radionici održanoj u Naučnom institutu za svemirski teleskop u Baltimoreu, Maryland, 1989. Bila je to godina prije lansiranja svemirskog teleskopa Hubble, a neki vizionari su počeli razmišljati o još većem svemirskom teleskopu sa primarnim ogledalom prečnika 6,5 metara.

Sada, 32 godine nakon objave prvih ideja i planova, Webb je konačno stigao u svemirsku luku Evropske svemirske agencije u Kourouu i priprema se za lansiranje. Planirano je da se “usidri” u tačku u svemiru udaljenu oko 1,5 miliona kilometara od Zemlje. Ova tačka se nalazi direktno “iza” Zemlje posmatrano iz pravca Sunca. Webb će biti postavljen u stabilnoj gravitacionoj poziciji – Lagranževa tačka 2 – koja će obezbijediti da teleskop može lako da bude okrenut od Sunca u svakom trenutku i da zadrži svoju orijentaciju u svemiru. Također, trebat će minimalna energija za male korekcije njegovog položaja. U nebeskoj mehanici Lagranžove tačke, (L-tačke ili tačke osciliranja) su orbitalne tačke u blizini dva velika tijela koja su u orbiti. Na Lagranžovim tačkama gravitacijske sile dvaju velikih tijela poništavaju se na takav način da je mali objekat smješten u orbiti u toj oblasti u ravnoteži u odnosu na središte mase velikih tijela. Raketi koja nosi teleskop trebat će oko 30 dana do stigne u planiranu zonu.

Svojevremeno, Hubble teleskop je trebao popravku optike nakon lansiranja 1993. godine. Američki astronauti su koristili spejs-šatl da bi došli do ove opservatorije koja kruži oko Zemlje i instalirali korektivnu optiku za njeno primarno ogledalo na kojem je postojala greška. JWST će biti smješten predaleko da bi ga astronauti mogli posjetiti i popraviti teleskop ako nešto pođe po zlu.

Tokom dva meseca, instrumenti Webba će se polako aktivirati i puštati u pogon. Nakon toga, biće potrebna još dva mjeseca da se svi instrumenti testiraju prije nego što budu spremni za ono što svi čekamo, da prikupljaju i šalju nam podatke.

Prošlo je skoro 20 godina od prvobitno planiranog datuma lansiranja Jamesa Webba. Za završetak teleskopa bila su potrebna mnoga tehnološka dostignuća, pa čak i novi izumi. Projekat se suočio sa brojnim izazovima i kašnjenjima, ali je sada spreman i definitivno ga je vrijedilo čekati.

Evo zašto. Webb ima najveće primarno ogledalo koje će ikada biti poslano u svemir. Sastoji se od 18 pozlaćenih šestougaonih manjih ogledala složenih poput keramičkih pločica. Webbovo primarno ogledalo ima znatno veću sabirnu površinu od ogledala koja su dostupna u trenutnoj generaciji svemirskih teleskopa. Hubbleovo ogledalo je mnogo manjeg prečnika, od 2,4 metra, a njegova odgovarajuća sabirna površina je 4,5 m2, što Webu daje oko 6,25 puta veću sabirnu površinu. Webb će imati znatno veće vidno polje od kamere na Hubbleu (pokrivat će više od 15 puta veću površinu) i imati značajno bolju prostornu rezoluciju od one koja je dostupna sa infracrvenim Spitzer svemirskim teleskopom.

JWST posjeduje uređaje koji su osjetljivi na infracrvenu svjetlost, dok je Hubble posmatrao uglavnom u vidljivoj svjetlosti, kakvu svi mi možemo da vidimo. Ako želimo da izučavamo najranije formirane zvijezde i galaksije, moramo ih posmatrati u infracrvenoj svjetlosti. Webb će biti prvi teleskop koji će vidjeti najudaljenije galaksije i dobiti uvid u to kako je svemir izgledao oko 250 do 100 miliona godina nakon Velikog praska koji je označio rađanje našeg svemira (prije 13,7 milijardi godina). Posmatranja u infracrvenom području omogućavaju teleskopu da prodre kroz međuzvjezdane oblake prašine. Sićušne čestice u ovim oblacima su vrlo dobre u blokiranju vidljive svjetlosti.

Obični optički teleskopi vide u istom dijelu spektra kao i naše oči, pokrivajući raspon valnih dužina između otprilike 380 i 740 nanometara. Hubble je obuhvatio sve ovo, plus mali dio ultraljubičastog područja na kraćim valnim dužinama i infracrvenog na dužim. Ali JWST će prvenstveno biti infracrveni teleskop, optimiziran za 600 do 28.000 nm. Dakle, neće moći vidjeti zeleno ili plavo svjetlo, samo narandžasto i crveno – plus širok raspon većih valnih dužina izvan toga.

Za mnoge astronomske objekte – uključujući oblasti u kojima se formiraju zvijezde, egzoplanete i najudaljenije galaksije vrlo duge valne dužine koje će koristiti Webb teleskop su korisnije astronomima od vidljivog spektra. Povrh toga, Zemlja proizvodi sopstvenu infracrvenu emisiju putem toplotnog zračenja, koje ima tendenciju da preplavi slabije astronomske izvore. Dakle, najbolje mjesto za infracrveni teleskop je u svemiru, što je dalje moguće od Zemlje i svih njenih neželjenih izvora topline.

Webbova gigantska veličina predstavljala je veliki izazov. Nije jednostavan zadatak poslati teleskop sa ogledalom prečnika 6,5 metara u svemir, pogotovo kada raketa koja će ga nositi u svemir, Ariane 5, ne može nositi ništa šire od 5 metara u prečniku. Zbog toga je teleskop morao biti dizajniran tako da se može sklopiti kao gigantski visokotehnološki origami kako bi stao u raketu. Osim toga, budući da teleskop može funkcionirati samo na temperaturama blizu apsolutne nule (minus 223°C), bio mu je potreban petoslojni štitnik za Sunce. Ovaj štitnik je veličine teniskog terena kako bi ga zaštitio od sunčeve svjetlosti i izolirao od sunčeve topline. I taj štitnik za Sunce također mora biti u stanju da se sklopi, a zatim otvori jednom kada dođe u planiranu poziciju. Radi se o nevjerovatnim inžinjerskim izazovima.

Ubrzo nakon lansiranja, počet će složen i suptilan ples “raspakivanja” teleskopa – tango za čije će izvođenje trebati tri sedmice. Za to vrijeme, kontrolni tim na Zemlji morat će daljinski razviti prve dijelove Webba, operaciju koja se mora izvesti s velikom preciznošću i u vremenski zadanim uslovima. Sve mora funkcionirati savršeno, čak i nakon velikih naprezanja prilikom lansiranja. Nema mjesta za grešku: budući da je konačno odredište teleskopa 1,5 miliona kilometara od Zemlje, ako nešto ne radi ili se pokvari, neće biti šanse za popravku. Po dolasku, teleskop će provesti oko šest mjeseci u “periodu puštanja u rad” tokom kojeg će tim sa Zemlje osigurati da se on pravilno rasklopi i da njegovi instrumenti ispravno rade.

Webb će definitivno produbiti, a možda čak i promijeniti naše razumijevanje svemira, njegovog porijekla i ranih dana. Koje ćemo nove stvari otkriti? Nove i zadivljujuće slike trebale bi biti inspiracija za sljedeću generaciju astronoma i naučnih entuzijasta. Njegov uspjeh bi mogao zauvijek promijeniti naš pogled na svemir. Primarni cilj JWST je da rasvijetli naše kosmičko porijeklo: posmatrat će prve galaksije u svemiru, otkriti rađanje zvijezda i planeta i tražiti egzoplanete s potencijalom za život.

Članovi tima misije Webb teleskopa, prije nekoliko dana završili su punjenje goriva za raketu koja lansira svemirski teleskop. Nakon niza kašnjenja otkako je razvoj teleskopa prvi put započeo 1996. godine, Webb bi trebao da konačno bude lansiran krajem decembra.

Lisa Dang, astrofizičarka i postdiplomski student na Univerzitetu McGill u Montrealu, Kanada, nije bila ni rođena kada su astronomi počeli planirati ovaj najambiciozniji i najkompleksniji svemirski opservatorij ikada izgrađen. Ona će koristiti teleskop, da posmatra jednu egzoplanetu izvan Sunčevog sistema. Planeta K2-141b je svijet koji je toliko vruć da je njegova površina dijelom rastopljena stijena. Ona je jedna od desetina astronoma koji su u martu saznali da su dobili posmatračko vrijeme na teleskopu. Dugo očekivano Webb partnerstvo, koje uključuje NASA-u, Evropsku svemirsku agenciju (ESA) i Kanadsku svemirsku agenciju (CSA), trebalo bi da omogući ovakvu međunarodnu saradnju.

Ovo je najskuplji astronomski projekat ikada pokrenut. Do sada je potrošeno više od 11 milijardi američkih dolara da se razvije, a česta kašnjenja su stalno nagrizala NASA-in budžet za astrofiziku. Ove godine pojavile su se i kontroverze oko toga da li bi trebao ostati nazvan po Jamesu Webbu, koji je bio na čelu NASA-e 1960-ih kada je jedan zaposlenik NASA-e otpušten zbog sumnje da je homoseksualac. Webb je također bio na visokom položaju u američkom State Departmentu kasnih 1940-ih i ranih 1950-ih, u vrijeme kada je taj odjel sistematski otpuštao radnike zbog njihove seksualne orijentacije. Međutim, od toga se odustalo.

Dakle, konstruktori teleskopa, rakete Ariane 5 i astronomska zajednica morat će da “prežive” nekoliko ključnih faza ovog projekta. Prva je uspješno lansiranje rakete, druga je dolazak u predviđenu poziciju, treća je “raspakivanje” teleskopa i njegovog toplotnog štita. I konačno, da svi pomoćni uređaji, kamere i senzori, te veza sa Zemljom prorade kako treba. Trebamo im svi držati palčeve.

Muhamed Muminović


Žuna: Mit o sreći
Milano: 750 km za dvotočkaše
Online ili offline fanatici?
Latifić: Real s Nišave