Dlaczego potrzebujemy bardziej ambitnych teleskopów kosmicznych

Dzięki udanemu wystrzeleniu w Boże Narodzenie Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST), NASA i jej partnerzy w końcu zapewnili JWST miejsce godnego następcy 30-letniego Kosmicznego Teleskopu Hubble’a. Powinna napisać na nowo historię prawie wszystkiego, co wiemy o wszechświecie – od pierwszego światła wszechświata do tego, co wiemy o zewnętrznych krańcach naszego Układu Słonecznego.

Po sześciu miesiącach oddania do eksploatacji, w tym skupieniu się na zwierciadłach, testowaniu przyrządów, kalibracji i innych zadaniach operacyjnych, które należy zweryfikować, NASA spodziewa się uzyskać pierwsze obrazy naukowe i widma z teleskopu do przyszłego lata, Stephanie Milam, zastępca naukowca JWST ds. nauka planetarna, mówi mi.

Oprócz informacji o wczesnych wydaniach, pełne operacje naukowe będą obejmować zarówno dane, które nie mają okresu własności (wczesne oprogramowanie naukowe, jak również pewne gwarantowane oprogramowanie do monitorowania czasu), które zostaną udostępnione niemal natychmiast, mówi Milam.

Webb pozostaje największym teleskopem kosmicznym, jaki kiedykolwiek zbudowano, a jego rozkładane lustro ma ponad 21 stóp średnicy i składa się z 18 pokrytych złotem berylowych sześciokątów. Ale w przeciwieństwie do Hubble’a będzie działać blisko Ziemia-Słońce L2 (punkt Lagrange’a), który jest punktem równowagi grawitacyjnej, około 1,5 miliona km od orbity Ziemi. I w przeciwieństwie do Hubble’a, kiedy teleskop Webba osiągnie ostateczną pozycję obserwacyjną w L2, nie będzie już mógł być użytkowany.

Główna misja jest zaplanowana na pięć lat, ale NASA poinformowała dzisiaj, że po bardzo precyzyjnym starcie i wykonaniu dwóch manewrów w połowie kursu, pozostało więcej paliwa, niż początkowo przewidywano. Powinno to pozwolić na prowadzenie działalności naukowej przez ponad 10 lat.

Jaki jest najdłuższy czas trwania JWST?

Kiedy dotrzemy na naszą orbitę w L2, będziemy dobrze rozumieć oczekiwaną długość życia, przy założeniu minimalnych problemów mechanicznych, mówi Milam.

Można również mieć nadzieję, że gdy zegarek zbliża się do swojej nominalnej 10-letniej misji, Webb będzie w stanie przedłużyć jego żywotność dzięki misji serwisowej z użyciem robota lub załogi. Ale nie ma jeszcze oficjalnego słowa na ten temat.

Dlaczego w końcu premiera trwała tak długo?

Milam mówi, że misja, która pierwotnie miała rozpocząć się w 2007 roku, była bardzo ambitnym celem. Powiedziała, że ​​wiele wyzwań i postępów technologicznych, a także kompleksowy i rygorystyczny program integracji i testowania doprowadziły do ​​kilku nieoczekiwanych niepowodzeń. Nie wspominając o klęskach żywiołowych (w tym huraganie) i globalnej pandemii, którą trzeba było przezwyciężyć, zauważa.

Mimo wieloletnich opóźnień Milam twierdzi, że detektory Webba zostały zaktualizowane w 2015 roku i przetestowane pod kątem najnowszych możliwości. Przyrządy zapewniają bezprecedensowe możliwości w zakresie bliskiej i średniej podczerwieni.

Dlaczego JWST było wyzwaniem technicznym?

„Musieliśmy zaprojektować, zbudować i przetestować teleskop kosmiczny, który był zbyt duży, aby pasował do kształtu rozłożonej rakiety” – powiedział Milam. „Integracja i testowanie dużego sprzętu do lotów kosmicznych było główną przeszkodą”. Dodatkowo, lekki materiał, który zapewniłby wysokie standardy naukowe i możliwości w ekstremalnych warunkach, był kolejnym poważnym wyzwaniem, mówi.

Chociaż NASA zasługuje na gratulacje, musimy przemyśleć cały nasz sposób uprawiania astronomii z kosmosu. W ujęciu względnym nawet całkowity koszt Webba wynoszący 9,66 miliarda dolarów nie jest ogromną kwotą w dobie miliarderów internetowych. Chociaż NASA jest agencją publiczną, a rząd federalny zarządza przerażającymi kwotami zadłużenia budżetowego, koszty związane z technologią, która może zmienić całe nasze podejście do wszechświata, są względną okazją.

Czego dokładnie opinia publiczna nie docenia w JWST?

Milam mówi o liczbie osób pracujących razem na całym świecie, aby zaprojektować, zbudować, przetestować i obsługiwać to obserwatorium. Mówi, że międzynarodowi partnerzy, kontrahenci, a nawet studenci pracowali jako zespół, aby doprowadzić nas do tego punktu.

Można mieć nadzieję, że Webb wprowadzi fundamentalną zmianę w sposobie, w jaki postrzegamy astronomię kosmiczną, aby zmienić priorytety nowych i przyszłych obserwatoriów kosmicznych. Musimy zbudować większe teleskopy kosmiczne (lub nawet floty teleskopów, które swobodnie latają w kosmosie). Ale musi być do tego wola polityczna.

Istnieje wiele odpowiedzi na podstawowe pytania filozoficzne, które dręczą nas wszystkich. Jednak to do nas należy uczynienie tej technologii wystarczającym priorytetem, aby przekształcić nasze kosmiczne zrozumienie wszystkiego, co istnieje i wszystkiego, co kiedykolwiek będzie.