Teleskopi Hapësinor James Webb bëhet gati për të vështruar thellë në univers
Kryerja e misionit themelor të teleskopit hapësinor James Webb (JWST) kërkoi risi të fuqishme teknologjike në optikë, detektorë, pasqyra dhe një mori fushash të tjera. Fuqia e paprecedentë shkencore e JWST është pjesërisht një funksion i madhësisë dhe ndjeshmërisë ekstreme të pasqyrës së saj kryesore, e cila mbledh imazhet nga hapësira. Pasqyra e veshur me ar është 21 këmbë në diametër, duke dhënë një sipërfaqe grumbullimi prej 273 metra katrorë.
Në madhësinë e saj të vendosur plotësisht, pasqyra do të kishte qenë shumë e madhe për t’u përshtatur në raketën Ariane 5 që e lëshoi atë, kështu që ajo u ndërtua në 18 segmente gjashtëkëndore të projektuara për t’u shpalosur sapo teleskopi të ishte në hapësirë. Këto segmente duhet të kontrollohen imtësisht për t’i shkrirë ato në një sipërfaqe të vetme optike. JWST ka 132 motorë elektrikë të vegjël të dedikuar për kontrollin e pasqyrës dhe çdo segment pasqyre kërkon shtatë motorë të vegjël – gjashtë për të ndryshuar pozicionin dhe një motor qendror për të rregulluar rrezen e lakimit. (Drita e reflektuar më pas shkon te pasqyra dytësore e cila ka gjashtë motorë të tjerë për të ndryshuar pozicionin e saj.) Për shkak se materialet ndryshojnë formën ndërsa ftohen, çdo segment pasqyre u blua në një formë që ishte optikisht e gabuar në temperaturën e dhomës, por që do të shtrembërohej në formën e duhur në temperaturën e ulët të funksionimit të JWST.
Pas nisjes, segmentet e pasqyrës u drejtuan të gjitha në drejtime të ndryshme, falë të dy dridhjeve gjatë ngritjes dhe kontraktimeve termike të shkaktuara nga ulja e temperaturës. Për t’u siguruar që segmentet ishin rreshtuar siç duhet, NASA zgjodhi një yll veçanërisht të ndritshëm në Arushën e Madhe si një objektiv shtrirjeje, pasi ai ishte relativisht i izoluar nga yjet e tjerë dhe për këtë arsye i lehtë për t’u gjetur. Pasqyrat u rregulluan më pas derisa të gjithë morën imazhin e atij ylli dhe 18 imazhet u bashkuan në një. Në imazhin e yllit të zgjedhur, është e mundur të shihen pika të vogla drite në sfond, secila një galaktikë e largët, miliona nëse jo miliarda vite dritë larg dhe më parë të paarritshme – një shije e aftësive të ardhshme të JWST.
JWST ka gjithashtu një grup grilash, një rrjet prej 248,000 dyersh (çdo 0,004 inç me 0,008 inç) që mund të hapen ose mbyllen për të lejuar dritën nga një objekt i caktuar në hapësirë ndërsa bllokojnë dritën nga objektet e tjera. Ose grupi mund të zgjedhë shumë objekte dhe të masë një veti të përgjithshme. “Për të ndërtuar një teleskop që mund të shikojë më larg se Hubble, na duhej një teknologji krejt e re,” tha Murzy Jhabvala, kryeinxhinieri i Divizionit të Teknologjisë dhe Sistemeve të Instrumenteve të Goddard, në një postim të NASA-s në lidhje me teknologjinë e mikroqepenave. “Ne kemi punuar në këtë dizajn për më shumë se gjashtë vjet, duke hapur dhe mbyllur grilat e vogla dhjetëra mijëra herë për të përsosur teknologjinë.”
JWST mbledh rrezatim infra të kuq (nxehtësie), i cili ka një gjatësi vale më të madhe se drita e dukshme, por më e shkurtër se valët e radios. Rrezatimi infra i kuq mund të kalojë më lirshëm nëpër rajone të gazit dhe pluhurit kozmik dhe ndoshta të lejojë JWST të vëzhgojë formimin e sistemeve të reja planetare të mbuluara normalisht me grimca të imëta.
Rrezatimi infra i kuq që udhëton nga objekti i synuar në hapësirë mblidhet nga pasqyra parësore, reflektohet në pasqyrën dytësore më të vogël dhe më pas drejtohet në një nga katër instrumentet shkencore që mund të fokusojnë, filtrojnë ose shpërndajnë dritën. Katër instrumente janë të nevojshëm sepse disa janë më të përshtatshëm se të tjerët për vëzhgimin e llojeve specifike të objekteve si planetët, yjet, mjegullnajat dhe galaktikat.
Për të mbajtur shkëlqimin infra të kuqe të vetë teleskopit që të mos përmbyt sinjale të dobëta astronomike, JWST duhet të operojë në temperatura jashtëzakonisht të ulëta. Një nga instrumentet duhet të mbahet në një temperaturë prej -447 gradë Fahrenheit, thjesht 58 gradë mbi zero absolute. Ai përdor një mbrojtje të madhe dielli 69.5 me 46.5 këmbë për të bllokuar nxehtësinë dhe dritën nga Dielli, Toka dhe Hëna. Ftohja e mëtejshme sigurohet nga një krioftohës, një frigorifer i bazuar në helium.
Kontrolli dhe monitorimi i teleskopit kryhet nga një ekip teknikësh të ulur përpara dhjetëra ekraneve në qendrën e teknologjisë së lartë në Institutin e Shkencës së Teleskopit Hapësinor (STScI) në Baltimore. Lidhja midis JWST dhe kontrollorëve sigurohet nga Deep Space Network i NASA-s. Për të përgatitur ekipin për të përballuar çdo problem të papritur, inxhinierët kaluan nëpër dhjetëra simulime, duke përmirësuar aftësinë e tyre për të diagnostikuar shpejt dhe korrigjuar keqfunksionimet.
“Ne jemi gati të shkojmë në këtë udhëtim të mahnitshëm zbulimi,” tha astronomi Klaus Pontoppidan, një shkencëtar i projektit Webb në STScI për Reuters. “Ne me të vërtetë nënkuptojmë zbulimin sepse Webb ka fuqinë e papërpunuar për të zbuluar të papriturat. Ne mund të planifikojmë atë që mendojmë se do të shohim. Por në fund të ditës, ne e dimë se natyra do të na befasojë më shpesh sesa jo.”