Sada već daleke 1990. godine lansiran je svemirski teleskop Habl, naše do sada najveće oko u Svemiru. Pomoću ovog instrumenta upoznali smo Svemir na način na koji mnogi nisu do tada mogli ni da zamisle. Ogromna otkrića su se nizala, kao i oduševljenja ljubitelja astronomije gledanjem Hablovih fotografija.

Teleskop Habl je u Zemljinu orbitu odleteo pomoću penzionisanog šatla Discovery. Ima masu od 11110 kg i veličine je minibusa, a jednu orbitu oko Zemlje pređe za 96–97 minuta (14-15 perioda na dan). Kruži na visini od skoro 600 km.

Međutim, nakon više od dve i po decenije rada i nemerljivog doprinosa u istraživanju Svemira teleskop Habl bi uskoro trebao da dobije naslednika. Taj naslednik je, prema željama naučnika, dizajniran tako da može prikupiti znatno više svetlosti od Habla da bi ispunio svoj primarni cilj, a to je da vidi više i dalje.

Nakon višegodišnjeg rada na izradi novog teleskopa, nekoliko probijanja rokova i budžeta, kriza oko otkazivanja projekta…privodi se kraju najskuplji projekat koji je NASA imala do sada – James Webb Space Telescope (JWST).

Kratko upoređivanje Habla i JWST

Baš kao i kod običnih amaterskih teleskopa, tako je i kod svemirskih teleskopa – što je veće primarno ogledalo više će svetlosti biti prikupljeno. Kao primarni cilj JWST je istraživanje prvih zvezda i galaksija koje su nastale nakon Velikog Praska (VP), a prema podacima sa zvaničnog sajta ovaj teleskop će moći da zaviri u prošlost svega 200 miliona svetlosnih godina nakon VP ili u suprotnom smeru posmatrano videće u prošlost oko 13,5 milijardi svetlosnih godina. A za ispunjenje ovih ciljeva potrebno je ogledalo koje će sakupiti više svetlosti nego što je Habl u mogućnosti.

Sva dosadašnja otkrića Habl je ostvario zahvaljujući svom ogledalu prečnika 2,4 metara. Međutim, JWST će imati ogledalo prečnika 6,5 metara i zbog toga su inženjeri na projektu imali veliki problem – kako tako masivan teleskop sa tako velikim primarnim ogledalom poslati u Svemir. Spas su našli u berilijumu i deljenjem ogledala na 18 heksagonalnih delova od kojih je svaki dužine od 1,32 m, dok će sekundarno ogledalo imati 0,74 m.

Takođe, potrebno je održavati temperaturu teleskopa bez varijacija. Razlika u temperaturi između hladne i tople strane je ogromna, kao temperatura vrele vode i tečnog azota. Topla strana će raditi na 85 stepeni C, dok će hladna strana biti na -233 stepeni C.

Putanja svetlosti koja dolazi do teleskopa:

Zašto berilijum?

Berilijum je veoma lak i jak metal, a istovremeno odlično provodi električnu i toplotnu energiju što će biti od velike

koristi za održavanje hladnog teleskopa i sprečiti temperaturne varijacije koje nastaju usled njegovog rada, a na taj način onemogućiti ometanje slabih informacija koje stižu sa udaljenih galaksija. Još jedna prednost je što nema magnetna svojstva i ne proizvodi varnice.

Zato što je jak i lagan berilijum se često koristi za izradu supersoničnih aviona, kao i nekada za Space Shuttle. Međutim, posebna pažnja je potrebna pri radu sa njim jer je njegova prašina otrovna, nagriza tkiva i izaziva alergijske reakcije, odnosno bolest koja se naziva berilioza.

Kako radi JWST?

Dok je teleskop Habl video Svemir onako kako ga mi vidimo našim očima, odnosno u vidljivom delu elektromagnetnog spektra (ES), JWST će sve to posmatrati u infracrvenom delu spektra (IC). Razlog za tako nešto leži u tome što su spektri prvih glaksija, koje će on posmatrati, imati veliki crveni pomak. Ovaj pomak predstavlja porast talasne dužine elektromagnetnog spekta uzrokovan širenjem Svemira. Suprotno tome, plavi pomak će imati objekti koji se približavaju nama. Može se uporediti sa Doplerovim efektom.

 

Infracrvena svetlost ima veću talasnu dužinu od vidljive svetlosti i manju frekvenciju. Obuhvata deo ES na talasnim dužinama od 780 nm do 1 mm. Optika kojom se posmatra u ovom delu ES može posmatrati sve ovjekte koji imaju veću temperaturu od okoline. Toplota je osnovni izvor IC zračenja, a u ovom delu spektra zrače sva tela, a naravno najviše IC zračenja emituju vrela tela.

Za razliku od Habla koji je svoj radni vek proveo u orbiti Zemlje na udaljenosti od oko 600 km od njene površine, JWST će biti smešte u Lagranžovu tačku L2 koja je udaljena od Zemlje 1,5 miliona km.

U sistemu Sunce-Zemlja postoje pet Lagranžovih tačaka. To su tačke u kojima malo telo može da bude nepokretno bez delovanje gravitacije u odnosu na sistem koji čine dva veća tela. Iz tog razloga ove tačke su idealne sa postavljanje satelita ili teleskopa, jer tamo mogu ostati dugo, a da nema potrebe za bilo kakvom korekcijom putanje upotrebom motora ili potrošnjom bilo kakve energije za to.

Baš kao što geostacionarni sateliti ne menjaju položaj u odnosu na Zemlju, tako i u lagranžovim tačkama ne dolazi do promene položaja u sistemu od 3 tela. Više o Lagranžovim tačkama možete pročitati na Wikipediji.

Međutim, kod Habla je prednost bila u tome što je u slučaju kvara mogao biti servisiran, ali to neće biti slučaj i sa JWST. Još uvek ne postoji tehnologija koja će omogućiti astronautima da stignu do neke Lagranžove tačke, poprave teleskop i vrate se nazad. Dakle, neki veći kvar bi značio i najverovatnije kraj misije.

Završena je montaža ogledala i usledilo je okretanje teleskopa nakon čega sledi montaža dodatnih instrumenata:

Ciljevi misije

Nakon VP Svemir je počeo da se širi neverovatnom brzinom nakon čega su zahvaljujući hlađenju nastale prve čestice, a kasnije i zvezde i galaksije. Gledajući prema VP mi posmatramo prošlost u kojoj su se formirale prve mlade galaksije su se kretale kroz maladi Svemir velikom brzinom. Spektri tako brzih objekata su pomereni prema crvenom delu spektra i mogu se posmatrati pomoću instrumenata sa optikom namenjenom ovom delu ES, kao npr. JWST

Ako sve bude išlo prema planovima videćemo prve zvezde i galaksije nastale nakon VP. To će nam omogućiti bolji uvid u evoluciju Svemira i naše mesto u toj evoluciji.

Lansiranje ovog teleskopa će biti jedno od najuzbudljivijih misija od lansiranja Habla, a planira se najranije za 2018. godinu. Očekivanja su ogromna, jer pored odličnih fotografija očekuje se i mnoštvo novih otkrića.

Pratićemo nove detalje o napretku ove misije.

Ipak, nisu se galaksije prve ogledale na njemu:

Pogled JWST u prošlost: