Fot. Bill Ingalls/NASA
25 grudnia stał się datą, która bez dwóch zdań zapisze się na kartach historii. W przestrzeń kosmiczną wzniósł się Teleskop Jamesa Webba, czyli instrument, który ma potencjał zmienić nasze postrzeganie wszechświata. Nazywany przez wielu następcą Teleskopu Hubble’a, który to swego czasu również zasłużył na miano przełomowego, JWST (James Webb Space Telescope) ma za zadanie poszerzyć naszą wiedzę z zakresu astronomii, fizyki i astrofizyki. Po latach opóźnień, usterek oraz poszerzającego się budżetu, który ostatecznie pochłonął ponad 10 miliardów dolarów, w końcu wkroczył na ostatnią prostą ku spełnieniu swojego celu. Czy limit nieszczęścia w końcu został wyczerpany?
Jednak zanim Teleskop będzie gotowy do rozpoczęcia obserwacji, musi minąć co najmniej sześć miesięcy. Z tego okresu zaledwie miesiąc zajmie mu pokonanie dystansu około 1 500 000 kilometrów i tym samym zajęcia docelowej pozycji. Dla porównania – Teleskop Hubble’a unosi się 540 kilometrów nad Ziemią, a Księżyc znajduje się od naszej planety w odległości 384 400 kilometrów. To ponad 4 razy bliżej od końcowej destynacji Teleskopu! Odległość ta nie jest oczywiście przypadkowa – miejsce, wokół którego orbitować będzie Instrument to tzw. punkt libracyjny L2. Mówiąc zwięźle, jest to miejsce na umownej linii przecinającej Słońce i Ziemię. Zajmując orbitę wokół tej pozycji, JWST będzie w stałym położeniu względem tych ciał niebieskich. Dlaczego to jest tak ważne? Teleskop prowadzić ma swoje obserwacje w podczerwieni, w paśmie niewidocznym dla ludzkiego oka. Ze względu na to, Instrument po pierwsze musi być oddalony od wszelkich źródeł cieplnych, takich jak Słońce czy Ziemia, a po drugie, dzięki utrzymaniu tej samej pozycji, będzie stale pogrążony w cieniu rzucanym przez naszą planetę, która zasłaniać będzie gwiazdę naszego Układu Słonecznego. Dzięki temu Teleskop Webba będzie znajdował się permanentnie w optymalnych warunkach do prowadzenia nieprzerwanych obserwacji i rozwoju nauki.
Powrót do przeszłości
No dobrze, ale obserwacji czego? Teleskop ma przede wszystkim pełnić funkcję swoistego wehikułu czasu. Jego superczułe narzędzia obserwacyjne pozwolą ujrzeć pierwsze galaktyki, które narodziły się 300 milionów lat po Wielkim Wybuchu (a przynajmniej tak zakłada dzisiejsza nauka, działanie Teleskopu ma tę tezę ostatecznie potwierdzić/obalić). Oznacza to, że uzyskamy wgląd w kosmos sprzed około trzynastu miliardów lat. Pozwoli to zweryfikować i poszerzyć naszą wiedzę na temat początków… na dobrą sprawę wszystkiego.
Czy w kosmosie jest życie?
Napotykałem się na wiele clickbaitowych artykułów i newsów głoszących, że Teleskop będzie w stanie odnajdywać życie na obcych egzoplanetach. Nie jest to prawdą, a raczej jest znacznym uproszczeniem rzeczywistego zadania narzędzia. Nie, nie uzyskamy obrazu chatek tubylców na jednej z obcych planet. Zamiast tego będziemy mieli możliwość dokładniejszych obserwacji oraz badań warunków panujących na planetach zbliżonych do typu ziemskiego. Da to możliwość określenia czy na planetach MOŻE zaistnieć życie, ale zdecydowanie nie przyniesie nam on iście filmowego i ostatecznego odkrycia. Raczej określi jedynie prawdopodobieństwo na powstanie życia typu ziemskiego na planetach do tego się nadających.
Na tym zadania Teleskopu jednak się nie kończą. Oprócz takich „błahych” zadań, jak zbadanie początków kosmosu czy pomoc w odnalezieniu dowodów na istnienie życia, ma on jeszcze za zadanie zbadać skład przestrzeni międzygwiezdnej czy miejsc powstawania nowych planet i gwiazd. Okres jego działania zdecydowanie będzie przełomowy pod wieloma względami, z potencjałem na kompletne zrewolucjonizowanie naszej wiedzy o (wszech)świecie. Pomyśleć, że projektowi przez jakiś czas groziło anulowanie… Choć trzeba przyznać, że jego skala przerosła najśmielsze oczekiwania – początkowo jego budżet miał wynieść „marne” 1.6 miliarda dolarów, ale w wyniku złego zarządzania projektem, usterek i problemów technicznych ostatecznie przekroczył wspomniane już 10 miliardów dolarów. Dla porównania – cały dochód budżetu państwa polskiego za 2020 rok wyniósł dziesięciokrotność tej kwoty. Cóż, w tym wypadku postęp zdecydowanie ma swoją cenę.
Jak na dobrą sprawę Teleskop ma spełniać swoją funkcję? O to zatroszczyli się inżynierowie z NASA, ale również z jej europejskiego, a także kanadyjskiego odpowiednika. Teleskop składa się przede wszystkim z 18 sześciokątnych i hiperlekkich luster, wykonanych z berylu oraz pokrytych cienką warstwą złota. Czemu akurat taki skład? Pierwszy z surowców zapewniać ma odporność na ekstremalnie niską temperaturę i uszkodzenia mechaniczne, z kolei złoto umożliwi odbijanie promieniowania podczerwonego, który przeszkadzałby aparaturze w zbieraniu danych. Całość zwierciadła ma średnicę 6.5 metra, czyli blisko 2.5 razy więcej od Teleskopu Hubble’a. Dodatkowo warunkiem poprawnej pracy Instrumentu jest utrzymanie przez niego niskiej temperatury. Jak niskiej? Sięgnie nawet – 266 stopni Celsjusza. To zaledwie 6 stopni powyżej zera absolutnego! Utrzymanie tak niskiej temperatury wymagane jest z dokładnie tego samego powodu, co unikanie promieniowania słonecznego. Jeśli Teleskop wytwarzałby zbyt wysoką temperaturę, to na dobrą sprawę sam sabotowałby swoje działanie, zakłócając wyniki pomiarów.
Podsumowując i wchodząc w nieco bardziej profesjonalne nazewnictwo – JWST składa się przede wszystkim z trzech modułów: Spacecraft Element (platforma satelitarna), Integrated Science Instrument Module (moduł naukowy) i oczywiście Optical Telescope Element (moduł optyczny). Każdy z nich jest nie tylko kluczowym do odpowiedniego funkcjonowania, lecz także cudem techniki na swój własny sposób. Nie ma w tym przesady – wyżej opisane lustra zostały stworzone po raz pierwszy w historii dopiero przy konstrukcji Teleskopu! Cała technologia narodziła się z okazji wymagań projektu.
See you space telescope
Na pierwsze wyniki obserwacji Teleskopu będziemy musieli poczekać około pół roku – właśnie tyle zajmie jego lot na docelową orbitę. W trakcie tej podróży nastąpi również jego kalibracja oraz przygotowywanie do rozpoczęcia obserwacji. Każdy z manewrów jest kluczowy dla powodzenia misji i dla każdego margines błędu w zasadzie nie istnieje. Przed NASA wciąż jeszcze wiele do zrobienia, ale jedno jest pewne – trwająca ponad 20 lat elegia, jaką był proces powstawania Teleskopu, dobiegła końca. Jesteśmy na ostatniej prostej do dokonania przełomowych odkryć. To niezwykłe, że dokona się to za tak niewielki ułamek czasu. Byle do czerwca!
O autorze
Student dziennikarstwa III roku, który dobrym filmem lub książką nie pogardzi. Dodatkowo właściciel wyjątkowo żywiołowego psa, a co za tym idzie - biegacz. Sercem i duszą zwolennik myśli socjaldemokratycznej.