NAUKA
Nakon
višegodišnjeg rada na izradi novog teleskopa, nekoliko probijanja rokova i
budžeta i kriza oko otkazivanja projekta, privodi se kraju najskuplji projekat
koji je NASA imala do sada – James Webb Space Telescope.
FOTO:
(Profimedia)
Sada već daleke
1990. godine lansiran je svemirski teleskop Hubble, naše do sada najveće oko u
svemiru. Pomoću tog instrumenta upoznali smo svemir na način na koji mnogi nisu
do tada mogli ni zamisliti.
Teleskop Hubble
je u Zemljinu orbitu odletio pomoću penzionisanog šatla Discovery. Ima masu od
11.110 kilograma 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 kilometara.
Međutim, nakon
više od dvije i po decenije rada i nemjerljivog doprinosa u istraživanju
svemira teleskop Hubble će dobiti nasljednika. Taj nasljednik je, prema željama
naučnika, dizajniran tako da može prikupiti znatno više svjetlosti od Hubblea
da bi ispunio svoj primarni cilj – da vidi više i dalje.
Nakon
višegodišnjeg rada na izradi novog teleskopa, nekoliko probijanja rokova i
budžeta i kriza oko otkazivanja projekta, privodi se kraju najskuplji projekat
koji je NASA imala do sada – James Webb Space Telescope.
Baš kao i kod
običnih amaterskih teleskopa, tako je i kod svemirskih teleskopa – što je veće
primarno ogledalo, više će svjetlosti biti prikupljeno. Primarni cilj JWST je
istraživanje prvih zvijezda i galaksija koje su nastale nakon Velikog praska, a
prema podacima sa zvaničnog sajta taj teleskop će moći zaviriti u prošlost 200
miliona svjetlosnih godina nakon Velikog praska ili, u suprotnom smjeru
posmatrano, vidjet će u prošlost oko 13,5 milijardi svjetlosnih godina. A za
ispunjenje ovih ciljeva potrebno je ogledalo koje će sakupiti više svjetlosti
nego što to može Hubble.
Sva dosadašnja
otkrića Hubble je ostvario zahvaljujući svom ogledalu prečnika 2,4 metra.
Međutim, JWST će imati ogledalo prečnika 6,5 metara. Inženjeri su, međutim,
zbog toga imali veliki problem na projektu – kako tako masivan teleskop sa tako
velikim primarnim ogledalom poslati u svemir. Rješenje su pronašli u berilijumu
i dijeljenjem ogledala na 18 heksagonalnih dijelova od kojih je svaki dužine od
1,32 metra, dok će sekundarno ogledalo imati 0,74 metra.
Također, 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 Celzijusa, dok će hladna strana biti na
-233 stepeni.
Dok je teleskop Hubble
vidio svemir onako kako ga mi vidimo svojim očima, odnosno u vidljivom dijelu
elektromagnetnog spektra, JWST će sve to posmatrati u infracrvenom dijelu
spektra. Razlog za to leži u činjenici da su spektri prvih galaksija, koje će
on posmatrati, imali veliki crveni pomak. Taj pomak predstavlja porast talasne
dužine elektromagnetnog spektra uzrokovan širenjem svemira. Suprotno tome, plavi
pomak će imati objekti koji se približavaju nama.
Infracrvena svjetlost
ima veću talasnu dužinu od vidljive svjetlosti i manju frekvenciju. Obuhvata dio
elektromagnetnog spektra na talasnim dužinama od 780 nm do 1 mm. Optika kojom
se posmatra u tom dijelu elektromagnetnog spektra može posmatrati sve objekte
koji imaju veću temperaturu od okoline. Toplota je osnovni izvor IC zračenja, a
u ovom dijelu spektra zrače sva tijela, dok najviše infracrvenog zračenja
emituju vrela tijela.
Za razliku od Hubblea
koji je svoj radni vijek proveo u orbiti Zemlje na udaljenosti od oko 600
kilometara od njene površine, JWST će biti smješten u Lagranžovu tačku L2, koja
je udaljena od Zemlje 1,5 miliona kilometara.
U sistemu
Sunce-Zemlja postoji pet Lagranžovih tačaka. To su tačke u kojima malo tijelo
može da bude nepokretno bez djelovanja gravitacije u odnosu na sistem koji čine
dva veća tijela, i upravo iz tog razloga su ove tačke idealne za 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 mijenjaju položaj u odnosu na Zemlju, tako i u
Lagranžovim tačkama ne dolazi do promjene položaja u sistemu od tri tijela.
Međutim, kod Hubblea
je prednost bila u tome što je u slučaju kvara mogao da bude servisiran, što
neće biti slučaj i sa JWST. Još ne postoji tehnologija koja će omogućiti
astronautima da stignu do neke Lagranžove tačke, poprave teleskop i vrate se
nazad. To je ujedno i najveća mana ovog revolucionarnog projekta: veći kvar bi
najvjerovatnije značio i kraj misije.
Nakon Velikog
praska svemir je počeo da se širi nevjerovatnom brzinom, nakon čega su
zahvaljujući hlađenju nastale prve čestice, a kasnije i zvijezde i galaksije. U
odnosu na Veliki prasak, mi posmatramo prošlost u kojoj su se formirale prve
mlade galaksije, a one su se kretale kroz mladi svemir velikom brzinom. Spektri
tako brzih objekata su pomjereni prema crvenom dijelu spektra i mogu se
posmatrati pomoću instrumenata sa optikom namijenjenom ovom delu
elektromagnetnog spektra, kao što je upravo JWST.
Ako sve bude išlo
po planu, vidjet ćemo prve zvijezde i galaksije nastale nakon Velikog praska.
“Vidjet ćemo
kako se univerzum upalio poslije Velikog praska i zasjao”, kaže Erik Smit,
programski direktor projekta.
Webbov teleskop
je težak 6,4 tone i košta 8,8 milijardi dolara. Lansiranje ovog teleskopa u
svemir bit će jedna od najuzbudljivijih misija od lansiranja Hubblea i trebalo
bi da se to dogodi u oktobru ove godine. Teleskop će, naučnici se nadaju,
također ustanoviti kako su prve galaksije poprimale oblik, kako su se oko
centralnih zvijezda formirali planetarni sistemi, možda čak i otkriti najranije
znake života, ukoliko postoje, izvan Zemlje.
Rad na ovom
teleskopu NASA je otpočela sredinom devedesetih sa budžetom od petsto miliona
dolara i planom da on bude spreman za lansiranje 2007. Međutim, upravo uspon
tehnologije koji je omogućio nastanak ovakvog teleskopa, istovremeno ga je i
potkopavao – razvitak Webbovog teleskopa nije mogao, pošto je tekao sporo, da
drži korak sa munjevitim tehnološkim razvojem. Budžet je također probijen (do
2011. potrošeno je 6,2 milijarde dolara), otkazivane su druge naučne misije,
pisalo se tada da su ove žrtve bile uzaludne i da su dani Webbovog teleskopa
odbrojani. Kongres je pretio da će ugasiti projekat, ali je, zahvaljujući snažnoj
podršci naučne zajednice, Washington ipak pristao da sačeka. Kada je ogledalo
završeno 2012. godine, ponovo su otključana i finansijska sredstva.
Poslije ovoga,
najveći izazov za Webbov teleskop bit će onaj sa kojim će se suočiti kada
konačno ode u svemir. Ljudsku vrstu oduvijek je zanimao univerzum, a uspon
tehnologije rasvjetljava sve više pitanja. Ovo je, kaže Paul Hertz, direktor
astrofizike NASA, najbolje vrijeme da se bude naučnik.
(TBT, Nedeljnik)
