Znajdź zawartość

Teleskop Kosmiczny Jamesa Webba prawdopodobnie znalazł galaktyki, których istnienie przeczy standardowemu modelowi kosmologicznemu. Wydaje się, że są one zbyt masywne jak na czas swoich narodzin. Astronomowie z The University of Texas at Austin informują na łamach Nature Astronomy, że sześć z najstarszych i najbardziej masywnych galaktyk zaobserwowanych przez JWST wydaje się przeczyć najbardziej rozpowszechnionym poglądom obowiązującym w kosmologii. Naukowcy szacują bowiem, że galaktyki te narodziły się w ciągu 500–700 milionów lat po Wielkim Wybuchu, a ich masa wynosi ponad 10 miliardów mas Słońca. Jedna z nich wydaje się nawet równie masywna co Droga Mleczna, a jest od niej o miliardy lat młodsza. Jeśli szacunki dotyczące masy są prawidłowe, to wkraczamy na nieznane terytorium. Wyjaśnienie tego zjawiska będzie wymagało dodania czegoś całkowicie nowego do teorii formowania się galaktyk lub modyfikacji poglądów kosmologicznych. Jednym z najbardziej niezwykłych wyjaśnień byłoby stwierdzenie, że wkrótce po Wielkim Wybuchu wszechświat rozszerzał się szybciej, niż sądzimy. To jednak mogłoby wymagać dodania nowych sił i cząstek, mówi profesor Mike Boylan-Kolchin, który kierował zespołem badawczym. Co więcej, by tak masywne galaktyki uformowały się tak szybko, w gwiazdy musiałoby zamienić się niemal 100% zawartego w nich gazu. Zwykle w gwiazdy zamienia się nie więcej niż 10% gazu galaktyki. I o ile konwersja 100% gazu w gwiazdy mieści się w teoretycznych przewidywaniach, to taki przypadek wymagałby zupełnie innych zjawisk, niż obserwujemy, dodaje uczony. Dane, jakich dostarczył JWST, mogą postawić astronomów przed poważnym problemem. Jeśli bowiem masy i wiek wspomnianych galaktyk zostaną potwierdzone, mogą być potrzebne fundamentalne zmiany w obowiązującym modelu kosmologicznym. Takie, które dotkną też ciemnej materii i ciemnej energii. Jeśli istnieją inne, szybsze sposoby formowania się galaktyk, albo też więcej materii było dostępnej we wczesnym wszechświecie, konieczna będzie radykalna zmiana poglądów. Oceny wieku i masy wspomnianych 6 galaktyk to wstępne szacunki. Następnym etapem prac powinno być przeprowadzenie badań spektroskopowych. W ich trakcie może się np. okazać, że czarne dziury w centrach galaktyk tak bardzo podgrzewają otaczający je gaz, że galaktyki są jaśniejsze, zatem wydają się bardziej masywne niż w rzeczywistości. Nie można też wykluczyć, że galaktyki tak naprawdę są młodsze, ale znajdujący się pomiędzy nami a nimi pył zmienia kolor docierającego z nich światła tak, iż jest ono bardziej przesunięte ku czerwieni, zatem wydaje się dochodzić z większej odległości, a zatem z młodszych galaktyk. « powrót do artykułu

Odpowiedź na tytułowe pytanie brzmi: tak. Jednak „prawdziwe” w odniesieniu do fotografowanych przez Webba obiektów nie oznacza tutaj takie, jak byśmy zobaczyli je na własne oczy będąc w miejscu Webba, ale takie, jakimi są w rzeczywistości. Żeby to zrozumieć, musimy co nieco wiedzieć o działaniu ludzkiego wzroku oraz Teleskopu Kosmicznego Jamesa Webba (JWST). Gdy jesteśmy na ulicy i słyszymy zbliżającą się do nas karetkę pogotowia jadącą na sygnale, zauważymy, że dźwięk jest coraz wyższy, a gdy samochód nas minie, staje się coraz niższy. Fala dźwiękowa zbliżającego się do nas źródła sygnału staje się coraz krótsza, a wydłuża się, gdy źródło sygnału się od nas oddala. Takie samo zjawisko ma miejsce w przypadku fali elektromagnetycznej. Wszechświat się rozszerza, więc – generalnie rzecz biorąc – galaktyki i gwiazdy się od nas oddalają. Długość fali biegnącego w naszym kierunku światła staje się coraz większa, światło to staje się coraz bardziej czerwone. A im bardziej odległy od nas obiekt, tym bardziej czerwone światło do nas dociera. Mówimy tutaj o zjawisku przesunięcia ku czerwieni. Ludzie widzą światło o ograniczonym zakresie długości fali. Odległość pomiędzy Ziemią a większością obiektów we wszechświecie jest tak duża, że docierające do nas fale świetlne znajdują się w zakresie podczerwieni, którego nasze oczy nie widzą. Jednak Teleskop Webba jest wyspecjalizowany właśnie w odbieraniu podczerwieni. Dlatego możemy dojrzeć dzięki niemu bardzo stare, niezwykle odległe obiekty. JWST korzysta z trzech zwierciadeł. Największe, główne, odpowiada za zbieranie światła docierającego do teleskopu. Zwierciadło główne skupie je i kieruje do zwierciadła wtórnego, stamtąd zaś światło trafia do instrumentów naukowych, a trzecie ze zwierciadeł koryguje wszelkie zniekształcenia wywołane przez dwa pierwsze. Teleskop Webba korzysta ze specjalnej perforowanej maski, która blokuje część docierającego doń światła, symulując działanie wielu teleskopów, dzięki czemu może zwiększyć rozdzielczość. Technika ta pozwala na zdobycie większej ilości danych na temat bardzo jasnych sąsiadujących ze sobą obiektów. Webba wyposażono też w spektrografy, które rozbijają światło na części składowe, ujawniając informacje o intensywności poszczególnych fali światła. Obserwatorium wyposażono też macierz 248 000 mikromigawek służących do pomiaru spektrum światła. Za dostarczenie nam obrazu odpowiedzialny jest Zintegrowany Moduł Instrumentów Naukowych, w skład którego wchodzą trzy urządzenia. NIRCam, działająca w podczerwieni kamera, rejestrująca fale o długości od 0,6 do 5 mikrometrów. To ona rejestruje światło z pierwszych gwiazd i galaktyk, pokazuje gwiazdy w pobliskich galaktykach, młode gwiazdy w Drodze Mlecznej oraz obiekty w Pasie Kuipera. Wyposażono ją w koronografy, instrumenty pozwalające na fotografowanie bardzo słabo świecących obiektów znajdujących się wokół obiektów znacznie jaśniejszych. Drugim z nich jest NIRSpec, spektrograf również działający w zakresie od 0,6 do 5 mikrometrów. Spektrografy to urządzenia do rejestracji całego widma promieniowania. Analiza tego widma pozwoli naukowcom poznać wiele cech fizycznych badanego obiektu, w tym jego temperaturę, masę i skład chemiczny. Wiele z obiektów, które Webb będzie badał, jest tak słabo widocznych, że olbrzymie zwierciadło teleskopu będzie musiało prowadzić obserwacje przez setki godzin, by zebrać ilość światła wystarczającą do stworzenia całego widma. Natomiast Mid-Infared Instrument (MIRI) składa się zarówno z kamery jak i spektrografu pracujących w średniej podczerwieni. To zakresy od 5 do 28 mikrometrów. Fal o takiej długości nasze oczy nie widzą. Ten bardzo czuły instrument zobaczy przesunięte ku czerwieni światło odległych galaktyk, tworzących się gwiazd i słabo widocznych komet. Może obserwować Pas Kuipera. Kamer MIRI będzie zdolna do wykonania podobnych szerokokątnych zdjęć, z jakich zasłynął Hubble. A jego spektrograf umożliwi poznanie wielu cech fizycznych odległych obiektów. Wszystkie wymienione tutaj instrumenty dostarczają naukowcom danych, które należy odpowiednio dostosować tak, by nasze oczy mogły je zobaczyć. Obrazów z Webba, które udostępnia NASA, nie moglibyśmy zobaczyć będąc w miejscu teleskopu, zarówno dlatego, że nasze oczy nie odbierają światła o takiej długości fali, jak i dlatego, że Webb jest znacznie bardziej czuły na światło. Zatem obrazy przekazywane przez Webba bardziej odpowiadają rzeczywistości, są bardziej prawdziwe, niż to, co możemy zobaczyć na własne oczy. Teleskop korzysta z aż 27 filtrów rejestrujących fale podczerwone o różnej długości. Naukowcy dokładnie analizują te fale, zbierają informacje np. o ich intensywności, a następnie każdej z nich przypisują falę o długości z zakresu światła widzialnego. Najkrótszym przypisywana jest barwa niebieska, dłuższym zielona, najdłuższym czerwona. Po złożeniu tak otrzymany obrazów należy przeprowadzić jeszcze balans, bieli, skorygować kontrast oraz kolory i podziwiać niezwykłe zdjęcia. « powrót do artykułu

Teleskop Kosmiczny Jamesa Webba (JWST) dostarczył pierwszy w historii pełny profil molekularny i chemiczny atmosfery planety pozasłonecznej. Inne teleskopy przekazywały już wcześniej dane dotyczące pojedynczych składników atmosfer, jednak dzięki Webbowi poznaliśmy wszystkie atomy, molekuły, a nawet aktywne procesy chemiczne obecne w atmosferze odległej planety. Przekazane dane dają nam nawet wgląd w ukształtowanie chmur, dowiedzieliśmy się, że są one pofragmentowane, a nie pokrywają planety nieprzerwaną warstwą. Przekazane informacje dotyczą atmosfery planety WASP-39b, na której trenowano instrumenty Webba. To gorący saturn, zatem planeta o masie dorównującej Saturnowi, ale znajdująca się na orbicie bliższej gwiazdy niż Merkury. WASP-39b oddalona jest od Ziemi o około 700 lat świetlnych. Natalie Batalha z University of California w Santa Cruz (UC Santa Cruz), która brała udział w koordynacji badań, mówi, że dzięki wykorzystaniu licznych instrumentów Webba działających w podczerwieni udało się zdobyć dane, które dotychczas były dla ludzkości niedostępne. Możliwość uzyskania takich informacji całkowicie zmienia reguły gry, stwierdza uczona. Badania zaowocowały przygotowaniem pięciu artykułów naukowych, z których trzy są właśnie publikowane, a dwa recenzowane. Jednym z bezprecedensowych odkryć dokonanych przez Webba jest zarejestrowanie obecności dwutlenku siarki, molekuły powstającej w wyniku reakcji chemicznych zapoczątkowywanych przez wysokoenergetyczne światło docierające od gwiazdy macierzystej. Na Ziemi w podobnym procesie powstaje ochronna warstwa ozonowa. Po raz pierwszy w historii mamy dowód na reakcję fotochemiczną na egzoplanecie, mówi Shang-Min Tasi z Uniwersytetu Oksfordzkiego, który jest głównym autorem artykułu na temat pochodzenia dwutlenku siarki w atmosferze WASP-39b. Odkrycie to jest niezwykle ważne dla zrozumienia atmosfer egzoplanet. Informacje dostarczone przez Webba zostaną użyte do zbudowania fotochemicznych modeli komputerowych, które pozwolą nam wyjaśnić zjawiska zachodzące w atmosferze egoplanet. To z kolei zwiększy nasze możliwości poszukiwania życia na planetach pozasłonecznych. Planety są zmieniane i modelowane przez promieniowanie ich gwiazd macierzystych. Takie właśnie zmiany umożliwiły powstanie życia na Ziemi, wyjaśnia Batalha. WASP-39b znajduje się aż ośmiokrotnie bliżej swojej gwiazdy niż Merkury Słońca. To zaś okazja do zbadania wpływu gwiazd na egzoplanety i lepszego zrozumienia związków pomiędzy gwiazdą a planetą. Specjaliści będą mogli dzięki temu lepiej pojąć zróżnicowanie planet we wszechświecie. Poza dwutlenkiem siarki Webb wykrył też obecność sodu, potasu, pary wodnej, dwutlenku węgla oraz tlenku węgla. Nie zarejestrował natomiast oczywistych śladów obecności metanu i siarkowodoru. Jeśli gazy te są obecne w atmosferze, to jest ich niewiele. Astrofizyk Hannah Wakeford z University of Bristol w Wielkiej Brytanii, która specjalizuje się w badaniu atmosfer egzoplanet jest zachwycona danymi z Webba. Przewidywaliśmy, co może nam pokazać, ale to, co otrzymaliśmy, jest bardziej precyzyjne, zróżnicowane i piękne niż sądziliśmy, stwierdza. Teleskop dostarczył tak szczegółowych informacji, że specjaliści mogą też określać wzajemne stosunki pierwiastków, np. węgla do tlenu czy potasu do tlenu. Tego typu informacje pozwalają zrekonstruować sposób tworzenia się planety z dysku protoplanetarnego otaczającego jej gwiazdę macierzystą. Skład atmosfery WASP-39b wskazuje, że w procesie powstawania dochodziło do licznych zderzeń i połączeń z planetozymalami, czyli zalążkami planet. Obfitość siarki w stosunku do tlenu wskazuje prawdopodobnie, że doszło do znaczącej akrecji planetozymali. Dane pokazują też, że tlen występuje w znacznie większej obfitości niż węgiel, a to potencjalnie oznacza, że WASP-39b uformowała się z daleka od gwiazdy, mówi Kazumasa Ohno z UC Santa Cruz. Dzięki Webbowi będziemy mogli dokładnie przyjrzeć się atmosferom egzoplanet. To niezwykle ekscytujące, bo całkowicie zmieni naszą wiedzę. I to jedna z najlepszych stron bycia naukowcem, dodaje Laura Flagg z Cornell University. « powrót do artykułu

Teleskop Webba (JWST) od kilku tygodni przysyła wspaniałe zdjęcia przestrzeni kosmicznej. JWST może pracować nawet przez 20 lat i w tym czasie będzie badał też egzoplanety. Dzięki olbrzymiej czułości, dostarczy niedostępnych dotychczas informacji o świetle docierającym z ich atmosfer, co pozwoli określenie ich składu, historii i poszukiwanie śladów życia. Jednak, jak się okazuje, teleskop jest tak doskonały, że obecnie stosowane narzędzia mogą niewłaściwe interpretować przesyłane dane. Grupa naukowców z MIT opublikowała na łamach Nature Astronomy artykuł, w którym informuje, że obecnie używane przez astronomów narzędzia do interpretacji danych ze światła mogą dawać niewłaściwe wyniki w przypadku JWST. Chodzi konkretnie o modele nieprzezroczystości, narzędzia opisujące, jak światło wchodzi w interakcje z materią w zależności od jej właściwości. Mogą one wymagać znacznych zmian, by dorównać precyzji danym z JWST. Jeśli nie zostaną odpowiednio dostosowane to – jak ostrzegają autorzy badań – informacje dotyczące takich właściwości atmosfer egzoplanet jak temperatura, ciśnienie i skład mogą różnić się od rzeczywistych o cały rząd wielkości. Z punktu widzenia nauki istnieje olbrzymia różnica, czy np. woda stanowi 5% czy 25% składu. Obecne modele nie są w stanie tego odróżnić, stwierdza profesor Julien de Wit. Obecnie używany przez nas model interpretujące dane ze spektrum światła nie przystaje precyzją i jakością do danych, jakie napływają z Teleskopu Webba. Musimy rozwiązać ten problem, wtóruje mu student Prajwal Niraula. Nieprzezroczystość określa, na ile łatwo foton przechodzi przez badany ośrodek, jak jest absorbowany czy odbijany. Interakcje te zależą też od temperatury i ciśnienia ośrodka. De Wit mówi, że obecnie używany najdoskonalszy model badania nieprzezroczystości bardzo dobrze się sprawdził w przypadku takich instrumentów jak Teleskop Hubble'a. Teraz jednak weszliśmy na kolejny poziom precyzji danych. Wykorzystywany przez nas sposób ich interpretacji nie pozwoli nam wyłapać drobnych subtelności, które mogą decydować np. o tym, czy planeta nadaje się dla życia czy nie. Uczeni z MIT po analizie najpowszechniej używanego obecnie modelu nieprzezroczystości stwierdzili, że jego wykorzystanie do danych z Webba spowoduje, iż trafimy na „barierę precyzji”. Model ten nie będzie na tyle dokładny, by stwierdzić, czy temperatura na planecie wynosi 27 czy 327 stopni Celsjusza, a stężenie jakiegoś gazu w atmosferze to 5 czy 25 procent. Wit i jego zespół uważają, że aby poprawić obecnie używane modele konieczne będzie przeprowadzenie więcej badań laboratoryjnych, obliczeń teoretycznych oraz poszerzenie współpracy pomiędzy specjalistami z różnych dziedzin, szczególnie astronomami i ekspertami od spektroskopii. Możemy wiele zrobić, jeśli będziemy dobrze rozumieli, jak światło wchodzi w interakcje z materią. Dobrze rozumiemy warunki panujące wokół Ziemi. Jednak tam, gdzie mamy do czynienia z innymi typami atmosfery, wszystko się zmienia. A teraz dysponujemy olbrzymią ilością danych o coraz lepszej jakości, więc istnieje ryzyko błędnej interpretacji, wyjaśnia Niraula. « powrót do artykułu

Po wielkiej pompie publicznej prezentacji pierwszych zdjęć z Teleskopu Kosmicznego Jamesa Webba nadszedł czas codziennej pracy.  W ramach trwającego właśnie 1. Cyklu obserwacyjnego Space Telescope Science Institute rozdysponował około 6000 godzin czasu obserwacyjnego. Naukowcy z całego świata od długiego czasu mogli wnioskować o przyznanie im możliwości skorzystania z teleskopu. Wielu specjalistów chce dokładniej zbadać planety pozasłoneczne. Drake Deming z University of Maryland będzie badał skład molekularny atmosfery planety HD 189733b, a naukowcy z Instytutu Astronomii im. Maxa Plancka mają zamiar przeprowadzić podobne badania w odniesieniu do gorącego Jowisza WASP-121b. Interesujące wyniki mogą dać badania składu atmosfery podobnej do Ziemi egzoplanety GI486b, które planuje wykonać Megan Mansfield z University of Arizona. Z kolei Christine Chen z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa chce poszukać odpowiedników Pasa Kuipera w pozasłonecznych układach planetarnych. Popularnością cieszą się też badania całych galaktyk. Naukowcy chcą scharakteryzować ultrajasne galaktyki z początków istnienia wszechświata, mają zamiar zbadać emisję z kwazarów z okresu formowania się galaktyk, a Helmut Dannerbauer z Instituto de Astrofisica de Canarias chce zajrzeć do wypełnionego pyłem wnętrza tworzącej się gromady galaktyk Spiderweb. Niektórzy naukowcy mają zamiar w swojej pracy sięgnąć aż do epoki rejonizacji, która rozpoczęła się około 150 milionów lat po Wielkim Wybuchu. W epoce tej wodór został ponownie zjonizowany. Było to jedno z najważniejszych wydarzeń ery materii, które zakończyło tzw. wieki ciemne w historii wszechświata. Naukowcy z Kalifornii chcą badać echa kwazarów z tego okresu, a Johna Chisholma z Arizony interesuje jonizująca jasność galaktyk. z kolei Anson D'Aloisio otrzymał czas obserwacyjny na potrzeby zbadania pierwszych zjonizowanych bąbli gazowych. Wielu naukowców interesuje jednak nasze najbliższe sąsiedztwo. Webb zostanie wykorzystany przez nich do poszukiwań 10-kilometrowych obiektów transneptunowych, badania atmosfery Neptuna i systemu klimatycznego Plutona. Badane będą związki lotne w główny pasie asteroid, a Larissa Markwardt ma zamiar przeprowadzić pierwsze badania spektroskopowe w bliskiej podczerwieni planetoid trojańskich na orbicie Neptuna. Jeszcze inni uczeni wykorzystają Webba do zbadania początków Mgławicy Kraba, emisji energii i materiału z supernowej SN 1987A, najjaśniejszej supernowej od 1604 roku czy spróbują opisać formacje pyłu w prymitywnych środowiskach. Spora część czasu obserwacji zostanie przeznaczona na badanie czarnych dziur. Chi-kwan Chan i Andreas Gaspar chcą zbadać emisję w ultrafiolecie z centralnej czarnej dziury Drogi Mlecznej, Sagittariusa A*, a Anil Seth będzie przyglądał się aktywnym jądrom galaktyk o niskiej jasności. Webb otwiera przed światem nauki całkowicie nowe możliwości. Astronomowie będą mogli korzystać z nich być może nawet przez 20 lat. Dzięki idealnemu wystrzeleniu teleskopu nie musiał on bowiem zużywać paliwa na liczne korekty kursu i już teraz wiemy, że wystarczy mu go na ponad 20 lat pracy. « powrót do artykułu

Z Teleskopu Webba na Ziemię zaczęły trafiać pierwsze zdjęcia przestrzeni kosmicznej oraz dane spektroskopowe. Gdy będziemy oglądać fascynujące obrazy warto pamiętać, że pochodzą one z urządzenia, które znajduje się niemal 3000 razy dalej od Ziemi niż Teleskop Hubble'a. Warto więc dowiedzieć się, jak do nas trafiły. Znaczna odległość Webba od Ziemi oznacza, że sygnał musi przebyć długą drogę, zanim do nas trafi, a cały system komunikacyjny musi działać naprawdę dobrze, gdyż nie przewiduje się misji serwisowych do Webba. Jeśli więc komunikacja zawiedzie, będziemy mieli w przestrzeni kosmicznej całkowicie bezużyteczny najdoskonalszy teleskop w idealnym stanie. Teleskop Kosmiczny Jamesa Webba (JWST) jest pierwszą misją kosmiczną, która wykorzystuje pasmo Ka do przesyłania tak dużej ilości danych. Już na etapie projektowania zdecydowano o wykorzystaniu Ka, części większego pasma K. Webb wysyła na Ziemię dane w paśmie o częstotliwości 25,9 Ghz, a prędkość transmisji może dochodzić do 28 Mb/s. Tak duża prędkość jest niezbędna, gdyż JWST może zebrać do 57 GB danych na dobę, chociaż rzeczywista ilość danych będzie zależała od zaplanowanych obserwacji. Dla porównania, Teleskop Hubble'a (HST) zbiera każdej doby nie więcej niż 2 GB danych. Pasmo Ka wybrano, gdyż kanałem tym można przesłać więcej danych niż powszechnie wykorzystywanymi w komunikacji kosmicznej pasmami X (7–11 GHz) czy S (2–4 GHz). Dodatkowo przeciwko wykorzystaniu pasma X przemawiał fakt, że antena pracująca w tym zakresie musiałaby być na tyle duża, że teleskop miałby problemy z utrzymaniem wysokiej stabilności, niezbędnej do prowadzenia obserwacji. Szybki transfer danych jest niezbędny na potrzeby przesyłania informacji naukowych. Webb korzysta też z dwóch kanałów pasma S. Jeden z nich, o częstotliwości 2.09 GHz to kanał odbiorczy, pracujący z prędkością 16 kb/s. Służy on do wysyłania do teleskopu poleceń dotyczących zaplanowanych obserwacji oraz przyszłych transmisji danych. Za pomocą zaś drugiego kanału, 2.27 GHz, pracującego w tempie 40 kb/s, Webb przysyła na Ziemię informacje dane inżynieryjne, w tym informacje o kondycji poszczególnych podzespołów. Łączność pomiędzy Ziemią a teleskopem nie jest utrzymywana przez 24 godziny na dobę. Dlatego też JWST musi przechowywać dane na pokładzie, zanim je nam przyśle. Magazynem danych jest 68-gigabajtowy dysk SSD, którego 3% pojemności zarezerwowano na dane inżynieryjne. Gdy już Webb prześle dane na Ziemię, oczekuje na potwierdzenie, że dotarły i wszystko z nimi w porządku. Dopiero po potwierdzeniu może wykasować dane z dysku, by zrobić miejsce na kolejne informacje. Specjaliści z NASA spodziewają się, że za 10 lat pojemność dysku, z powodu oddziaływania promieniowania kosmicznego, zmniejszy się do około 60 GB. Dane z Teleskopu Webba są odbierane na Ziemi przez Deep Space Network. DSN korzysta z trzech kompleksów anten znajdujących się w pobliżu Canberry, Madrytu i Barstow w Kalifornii. Z DNS korzysta wiele innych misji, w tym Parker Solar Probe, TESS czy Voyagery. Dlatego też JWST musi dzielić się z nimi ograniczonym czasem korzystania z anten. Wszystko to wymaga starannego planowania. Czas, w którym dana misja będzie mogła korzystać z anten DSN jest planowany z wyprzedzeniem sięgającym 12-20 tygodni. Wyjątkiem była sytuacja, gdy Teleskop Webba przygotowywał się do pracy, rozkładał poszczególne podzespoły, uruchamiał instrumenty, gdy były one sprawdzane i kalibrowane. Większość z tych czynności wymagała komunikacji w czasie rzeczywistym, wówczas więc Webb miał pierwszeństwo przed innymi misjami. Inżynierowie pracujący przy systemie komunikacji przykładali szczególną uwagę do jego niezawodności. Wiedzieli, że jeśli oni popełnią błąd, cała praca kolegów z innych zespołów pójdzie na marne. System komunikacji musi działać idealnie. Dlatego też wybrali znane rozwiązanie i odrzucili co najmniej dwie propozycje wykorzystania eksperymentalnej komunikacji laserowej.   « powrót do artykułu

W Białym Domu właśnie odbyła się uroczystość, w czasie której zaprezentowano próbkę tego, czego możemy spodziewać się jutro. Joe Biden pokazał zdjęcie SMACS 0723, masywnej gromady galaktyk działającej jak kosmiczna soczewka. Gromada galaktyk SMACS 0723 jest chętnie obserwowana przez Teleskop Hubble'a i inne teleskopy w poszukiwaniu obrazów z dalekiej przeszłości. Masywna grupa galaktyk, oddalona od nas o około 4,6 miliarda lat świetlnych, działa jak gigantyczny kosmiczny teleskop. Pole grawitacyjne galaktyk zagina i powiększa światło z obiektów znajdujących się poza nimi, działając jak soczewka. Mamy tutaj do czynienia ze zjawiskiem znanym jako soczewkowanie grawitacyjne. Dzięki SMACS 0723 możemy obserwować niezwykle odległe obiekty, które – gdyby nie soczewkowanie grawitacyjne – byłyby dla nas niewidoczne. Jutro, 12 lipca, NASA – we współpracy z Europejską Agencją Kosmiczną (ESA) i CSA (Kanadyjską Agencją Kosmiczną) – pokaże kolejne pełnokolorowe obrazy oraz dane spektroskopowe zgromadzone przez Teleskop Kosmiczny Jamesa Webba. Innymi obiektami, które wybrał międzynarodowy komitet, złożony z przedstawicieli NASA, ESA, CSA oraz Space Telescope Science Institute, a które zobaczymy jutro na pierwszych obrazach przekazanych przez Webba, będą:   Mgławica Carina, jedna z największych i najjaśniejszych mgławic. Znajduje się w odległości około 7600 lat świetlnych od Ziemi, w Gwiazdozbiorze Carina. W mgławicach rodzą się nowe gwiazdy, a Mgławica Carina jest domem licznych masywnych gwiazd, wielokrotnie większych od Słońca; planeta WASP-96 b to gazowy olbrzym oddalony o 1150 lat świetlnych od Ziemi. Okrąża swoją gwiazdę w 3,4 doby i ma masę o połowę mniejszą od masy Jowisza. Z planety otrzymamy obraz spektroskopowy; Mgławica Pierścień Południowy, zwana też Rozerwaną Ósemką, jest mgławicą planetarną, rozszerzającą się chmurą gazu, która otacza umierającą gwiazdę. Rozerwana Ósemka znajduje się w odległości około 2000 lat świetlnych od Ziemi i ma średnice niemal pół roku świetlnego; Kwintet Stephana, jest pierwszą kompaktową grupą galaktyk. Odkryty został w 1877 roku. Cztery z pięciu tworzących go galaktyk jest ze sobą powiązanych grawitacyjne. Kwintet Stephana znajduje się w odległości 290 milionów lat świetlnych od nas. « powrót do artykułu

W nocy z poniedziałku na wtorek NASA pokazała pierwsze pełnokolorowe zdjęcie z Teleskopu Kosmicznego Jamesa Webba. Zobaczyliśmy na nim oddaloną o 4,6 miliarda lat świetlnych gromadę galaktyk SMACS 0723. Jej grawitacja zagina światło z obiektów znajdujących się poza gromadą, powiększając je, dzięki czemu możemy zajrzeć jeszcze głębiej w przestrzeń kosmiczną. Teraz NASA zaprezentowała kolejne zdjęcia. Możemy więc zobaczyć Mgławicę Carina, jedną z największych i najjaśniejszych mgławic. Znajduje się ona w odległości około 7600 lat świetlnych od Ziemi, w Gwiazdozbiorze Carina. Mgławica Carina jest domem licznych masywnych gwiazd, wielokrotnie większych od Słońca. Widoczne na zdjęciu „góry” i „wąwozy” to krawędź regionu gwiazdotwórczego NGC 3324. Najwyższe „szczyty” mają tutaj około 7 lat świetlnych długości. Webb pokazał miejsca narodzin gwiazd oraz same gwiazdy, których nie było widać w świetle widzialnym. Webb pokazał nam też Mgławicę Pierścień Południowy, zwaną też Rozerwaną Ósemką. To mgławica planetarna, rozszerzająca się chmura gazu, która otacza umierającą gwiazdę. Rozerwana Ósemka znajduje się w odległości około 2000 lat świetlnych od Ziemi i ma średnicę niemal pół roku świetlnego. Teleskop Webba jest pierwszym instrumentem, który pokazał nam słabiej świecącą gwiazdę znajdującą się wewnątrz Mgławicy Pierścień Południowy. To właśnie ta gwiazda, z której od tysięcy lat wydobywają się pył i gaz, utworzyła mgławicę. Webb umożliwi astronomom dokładne badanie mgławic planetarnych. Krajobraz jest zdominowany przez dwie gwiazdy krążące wokół siebie po ciasnej orbicie. Gwiazdy te wpływają na rozkład gazu i pyłu rozprzestrzeniającej się z jednej z nich, tworząc nieregularne wzory. Na kolejnym zdjęciu widzimy Kwintet Stephana, pierwszą kompaktową grupą galaktyk jaką poznała ludzkość. Odkryty on został w 1877 roku. Cztery z pięciu tworzących go galaktyk jest ze sobą powiązanych grawitacyjne. Kwintet Stephana znajduje się w odległości 290 milionów lat świetlnych od nas. Kwintet Stephana to największy z dotychczasowych obrazów dostarczonych przez Webba. Składa się on z ponad 150 milionów pikseli i został złożony z niemal 1000 zdjęć. Webb sfotografował nawet fale uderzeniowe wstrząsające kwintentem w wyniku przechodzenia przez niego jednej z galaktyk, NGC 7318B. Mimo że struktura zwana jest kwintetem, to tylko cztery galaktyki (NGC 7317, NGC 7318A, NGC 7318B i NGC 7319) są powiązane grawitacyjnie i znajdują się 290 milionów lat świetlnych od nas. Piąta z nich, NGC 7320, znajduje się w odległości 40 milionów lat świetlnych od Ziemi. Teleskop dostarczył też obraz spektroskopowy planety WASP-96b. To gorący gazowy olbrzym oddalony o 1150 lat świetlnych od Ziemi. Okrąża swoją gwiazdę w 3,4 doby i ma masę o połowę mniejszą od masy Jowisza. Dane potwierdzają obecność wody w atmosferze WASP 96b, naukowcy zaobserwowali w nich dowody na obecność mgły oraz chmur, których nie widzieliśmy podczas wcześniejszych obserwacji. Dokładniejsza analiza danych pozwoli na okreslenie ilości pary wodnej, węgla, tlenu oraz ocenę zmian temperatury atmosfery w zależności od jej wysokości nad planetą. « powrót do artykułu

Administrator NASA, Bill Nelson, zapowiedział, że 12 lipca Agencja pokaże zdjęcie najbardziej odległego obiektu w przestrzeni kosmicznej, jakie kiedykolwiek wykonano. Będzie to możliwe, oczywiście, dzięki Teleskopowi Kosmicznemu Jamesa Webba (JWST). Na tej samej konferencji prasowej poinformowano, że JWST będzie mógł pracować nie przez 10, a przez 20 lat. Obecnie najstarszym i najodleglejszym znanym nam obiektem w kosmosie jest galaktyka HD1, z której światło biegło do nas 13,5 miliarda lat. Powstała ona 330 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Eksperci sądzą, że Teleskop Webba z łatwością pobije ten rekord. Jakby jeszcze tego było mało, 12 lipca NASA pokaże pierwsze wykonane przez Webba zdjęcia spektroskopowe egzoplanety. Astronom Nestor Espinoza ze Space Telescope Science Institute mówi, że dotychczasowe możliwości spektroskopowego badania egzoplanet były niezwykle ograniczone w porównaniu z tym, co oferuje Webb. To tak, jakbyśmy  byli w bardzo ciemnym pokoju i mogli wyglądać na zewnątrz przez małą dziurkę w ścianie. Webb otwiera przed nami wielkie okno, dzięki któremu zobaczymy wszystkie szczegóły. Webb może badać obiekty w Układzie Słonecznym, atmosfery planet okrążających inne gwiazdy, dając nam wskazówki odnośnie tego, czy te atmosfery są podobne do atmosfery Ziemi. Może nam pomóc w odpowiedzi na pytania, skąd przybyliśmy, kim jesteśmy, co jeszcze jest w kosmosie. Poznamy też odpowiedzi na pytania, których jeszcze nie potrafimy zadać, mówił Nelson. Zastępca Nelsona, Pam Melroy, poinformowała, że dzięki idealnemu wystrzeleniu rakiety nośnej przez firmę Arianespace, Teleskop Webba będzie mógł pracować przez 20 lat, a nie przez 10, jak planowano. Tych 20 lat pozwoli nam przeprowadzić więcej badań i jeszcze bardziej pogłębić naszą wiedzę, gdyż będziemy mieli okazję dłużej prowadzić obserwacje, dla których podstawą będą wcześniejsze obserwacje Webba, mówiła Melroy. Planując czas trwania misji Webba NASA musiała brać pod uwagę ilość paliwa, które teleskop będzie musiał zużyć w czasie podróży do celu swojej podróży, punktu libracyjnego L2. Dzięki niezwykle precyzyjnemu wystrzeleniu rakiety nośnej, teleskop zużył na korekty kursu znacznie mniej paliwa, niż planowano. Teraz wiemy, że pozostało mu go na 20 lat pracy. Paliwo jest potrzebne Teleskopowi do korekty kursu na orbicie punku L2. Siły grawitacyjne oddziałujące na orbicie L2 powodują, że znajdujące się tam obiekty mają tendencję do opuszczenia tej orbity i zajęcia własnej orbity wokół Słońca. Dlatego mniej więcej co 3 tygodnie Webb będzie uruchamiał silniki i korygował orbitę. Teraz wiemy, że będzie mógł to robić przez kolejnych 20 lat. « powrót do artykułu

NASA poinformowała, że pomiędzy 23 a 25 maja w główne zwierciadło Teleskopu Webba uderzył mikrometeoryt. Takie wydarzenia są nieuniknione, a ich wystąpienie zostało przewidziane przez twórców teleskopu. Uwzględniono je zarówno na etapie projektowania, jak i testowania teleskopu. Jednak majowe zderzenie było silniejsze, niż te uwzględnione podczas testów. Inżynierowie przeprowadzili już wstępne oceny skutków uderzenia. Okazało się, że nie wpłynęło ono na Teleskop. Webb wciąż pracuje powyżej oczekiwań. Zwierciadło główne teleskopu zaprojektowano tak, by wytrzymywało uderzenia miniaturowych obiektów poruszających się z olbrzymią prędkością. Podczas budowy teleskopu prowadzono zarówno symulacje cyfrowe, jak i testy laboratoryjne, które miały pokazać, w jaki sposób należy wzmocnić urządzenie tak, by nie uległo uszkodzeniu w wyniki uderzeń. Zawsze wiedzieliśmy, że Webb będzie musiał znieść niekorzystne warunki, takie jak promieniowanie ultrafioletowe, oddziaływanie naładowanych cząstek ze Słońca, promieniowanie z egzotycznych źródeł w galaktyce oraz uderzenia mikrometeorytów, mówi Paul Geithner z NASA. Zaprojektowaliśmy i zbudowaliśmy Webba z pewnym marginesem – optycznym, termicznym, elektrycznym i mechanicznym – by mógł on prowadzić badania naukowe nawet po wielu latach pobytu w przestrzeni kosmicznej. Przykładem może być tutaj optyka Webba. Podczas pobytu na Ziemi utrzymywano ją w znacznie większej czystości niż wymagana. Dzięki temu ma ona większą wydajność, co pozytywnie wpływa na czułość całego teleskopu. To zaś daje większy margines bezpieczeństwa pod kątem degradacji urządzenia w czasie. Webb ma też możliwość precyzyjnego korygowania pozycji każdego z segmentów zwierciadła głównego. W przypadku uderzenia i uszkodzenia, pozycję segmentu można zmienić tak, by w jak największym stopniu skorygować błędy powstające wskutek jego uszkodzenia. Inżynierowie już przeprowadzili odpowiednie korekty segmentu C3, w który uderzył mikrometeoryt i planują kolejne korekty, by w jeszcze większym stopniu zniwelować niedoskonałości. To jednak nie wszystko. Zespół kontroli lotu Webba przeprowadza manewry obronne jeśli w kierunku teleskopu podąża znany deszcz meteorytów. Uderzenie z maja nie było skutkiem pojawienia się takiego deszczu. To zderzenie z pojedynczym mikrometeorytem. Wydarzenia tego typu są nieuniknione. Po zderzeniu powołano specjalny zespół inżynierów, którego zadaniem jest opracowanie metod niwelowania skutków zderzeń w przyszłości. Po kolejnych zderzeniach i zebraniu większej ilości danych, inżynierowie będą w stanie przewidzieć, w jaki sposób może zmieniać się wydajność Webba w wyniku takich wydarzeń. Spodziewaliśmy się, że w zwierciadło główne Webba będą uderzały mikrometeoryty. Od czasu wystrzelenia teleskopu doszło do czterech małych uderzeń. To ostatnie było jednak większe, niż to, co braliśmy pod uwagę w naszych symulacjach, mówi Lee Feinberg. « powrót do artykułu

Zakończył się proces ustawiania elementów optycznych Teleskopu Kosmicznego Jamesa Webba (JWST). Obsługa naziemna potwierdziła, że wszystkie cztery instrumenty naukowe teleskopu otrzymują ostry obraz, który można skoncentrować na wybranym obiekcie. W związku z tym zapadła decyzja o przejściu do ostatniej fazy przygotowań teleskopu do pracy – przekazania instrumentów naukowych do użytkowania. Już wcześniej pojawiały się informacje, że poszczególne elementy JWST pracują powyżej oczekiwań. Teraz NASA pochwaliła się, że cała optyka działa lepiej, niż najbardziej optymistyczne założenia. Jakość obrazu trafiająca do każdego z instrumentów jest ograniczona wyłącznie limitem dyfrakcyjnym, co oznacza, że odwzorowanie detali jest w tym przypadku najlepsze na jakie pozwalają prawa fizyki. Jako, że limit dyfrakcyjny jest zależny od długości fali obserwowanego światła oraz średnicy źrenicy wejściowej, oznacza to, że z optyka teleskopu działa najlepiej, jak to możliwe. Wraz z zakończeniem procesu ustawiania teleskopu moja praca przy nim dobiegła końca. Uzyskane obrazy głęboko zmieniły sposób, w jaki postrzegam wszechświat. Jesteśmy otoczeni przez symfonię stworzenia, galaktyki są wszędzie. Mam nadzieję, że wszyscy na świecie będą mogli to zobaczyć, stwierdził doktor Scott Acton z Ball Aerospace, który jest odpowiedzialny za elementy optyczne teleskopu. Teraz, gdy optyka teleskopu została ustawiona tak, jak należy, do Mission Operations Center w Space Telescope Science Institute w Baltimore przybyli eksperci, którzy skupią się na instrumentach naukowych JWST. Każdy z tych instrumentów to niezwykle skomplikowane urządzenie złożone z unikatowych soczewek, masek, filtrów i czujników. Każdy z tych elementów musi zostać skonfigurowany i sprawdzony w różnych ustawieniach, by w pełni potwierdzić gotować do pracy. Z kolei część specjalistów odpowiedzialnych za optykę zakończyła swoją przygodę z JWST. Mimo, że zakończono ustawianie teleskopu, prowadzone będą pewne prace związane z kalibracją. W ramach przekazania instrumentów naukowych do użytkowania JWST będzie kierowany na różne obszary nieboskłonu tak, by do jego osłony termicznej docierała różna ilość promieniowania słonecznego. Takie działania mają potwierdzić termiczną stabilność teleskopu podczas zmiany obserwowanych obiektów. Ponadto ustawienie zwierciadła głównego będzie co dwa dni sprawdzane i w miarę potrzeb wprowadzane będą korekty. Ostatnia faza przygotowywania JWST do pracy potrwa około 2 miesięcy. Latem teleskop rozpocznie badania naukowe. « powrót do artykułu

Teleskop Kosmiczny Jamesa Webba zobaczy pierwsze galaktyki, jakie uformowały się po Wielkim Wybuchu. By jednak tego dokonać, jego instrumenty muszą osiągnąć bardzo niską temperaturę. NASA ogłosiła właśnie, że MIRI (Mid-Infrared Instrument) – najważniejszy z instrumentów Webba – został schłodzony do swojej docelowej temperatury pracy, wynoszącej 7 kelwinów (-266,15 stopni Celsjusza). MIRI początkowo schładzał się pasywnie, podobnie jak pozostałe instrumenty Webba. Przed promieniami Słońca chroni je wielka osłona przeciwsłoneczna, dzięki której MIRI osiągnął temperaturę -183 stopni Celsjusza. Później MIRI chłodzony był za pomocą specjalnego urządzenia, które utrzyma jego niską temperaturę przez cały okres pracy. Bardzo niskie temperatury są niezbędne instrumentom naukowym Webba. Teleskop pracuje w podczerwieni. Odległe galaktyki, gwiazdy ukryte w chmurach pyłu czy planety w naszym Układzie Słonecznym emitują promieniowanie podczerwone. Problem w tym, że emitują je wszystkie ciepłe obiekty. W tym urządzenia elektroniczne i optyczne Webba. Dlatego też trzeba je schłodzić do niskich temperatur, zmniejszając ich emisję w podczerwieni, by nie zakłócała emisji rejestrowanej z obserwowanych obiektów. Jako, że MIRI rejestruje większe długości fal, musi być chłodniejszy niż pozostałe trzy instrumenty. Kolejnym powodem, dla którego instrumenty muszą być chłodne, jest występowanie zjawiska występowania tzw. prądu ciemnego. To niewielki prąd płynący w urządzeniach rejestrujących światło, który pojawia się nawet gdy nie docierają do nich żadne fotony. Jest on generowany przez wibrujące atomy samego urządzenia. Daje on sygnał podobny do prawdziwego sygnału rejestrowanego przez detektory, zakłócając ich pracę i dostarczając fałszywych danych, jakoby do wykrywacza dotarło promieniowanie z zewnętrznego źródła. Im chłodniejsze jest urządzenie rejestrujące, tym mniejsze wibracje jego atomów, zatem tym słabszy prąd ciemny. MIRI zaś jest bardziej niż pozostałe instrumenty Webba czułe na prąd ciemny. Dlatego musi być jeszcze chłodniejsze. A trzeba wiedzieć, że na każdy dodatkowy stopień Celsujsza prąd ciemny wzmaga się aż 10-krotnie. Gdy przed tygodniem MIRI został schłodzony do 6,4 kelwina (-266,75 C), specjaliści z NASA rozpoczęli serię testów, by upewnić się, że urządzenie działa jak należy. Następnie wydali urządzeniu całą serię poleceń, sprawdzając, czy zostaną one wypełnione zgodnie z oczekiwaniami. Ćwiczyliśmy to przez wiele lat. To przypominało trochę scenariusz filmowy. Wszystko mieliśmy rozpisane krok po kroku. Gdy zaczęły nadchodzić dane z testu z radością zauważyłem, że wszystko działa tak, jak się spodziewaliśmy, mówi odpowiedzialny za MIRI, Mike Ressler. Teraz, gdy MIRI osiągnął odpowiednią temperaturę pracy i działa jak należy, naukowcy wykonają serię zdjęć testowych gwiazd i innych znanych obiektów. Posłużą one do kalibracji MIRI i dalszego sprawdzenia jego działania. Jednocześnie kalibrowane będą pozostałe trzy instrumenty naukowe Webba. MIRI to współne dzieło NASA i Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA). Z ramienia NASA prace nad MIRI nadzorowali naukowcy z Jet Propulsion Laboratory, z ramienia ESA byli to przedstawiciele różnych instytutów astronomicznych. Teleskop Webba rozpocznie pracę naukową latem bieżącego roku. « powrót do artykułu

Już niemal wszystkie instrumenty naukowe Teleskopu Kosmicznego Jamesa Webba zostały zsynchronizowane ze zwierciadłem głównym. Niemal wszystkie, gdyż ostatni z nich – Mid-Infrared Instrument (MIRI) – można będzie ustawić gdy osiągnie odpowiednią temperaturę pracy. MIRI potrzebuje tak niskiej temperatury, że nie wystarczy mu chłodzenie pasywne, dlatego jest od wielu dni schładzany za pomocą specjalnego nowatorskiego urządzenia kriogenicznego. Około połowy marca informowaliśmy, że zakończył się kluczowy etap ustawiania segmentów zwierciadła Teleskopu Webba. Aby tego dokonać, konieczne było dostrojenie zwierciadła głównego i wtórnego do urządzenia Near-Infrared Camera (NIRCam). To pozwoliło na przeprowadzenie niezbędnych testów i upewnienie się, że system optyczny Webba działa bez zarzutów. Uzyskano wówczas obraz wybranej gwiazdy wykonany za pomocą NIRCam. Po zakończeniu tego etapu rozpoczęto fazę dostrajania optyki do współpracy z Fine Guidance Sensor (FGS), Near-Infrared Slitless Spctrograph (NIRISS) oraz Near-Infrared Spectrometer (NIRSpec). Instrument NIRCam, z którym najpierw synchronizowano optykę, to pracująca w podczerwieni kamera, rejestrująca fale o długości od 0,6 do 5 mikrometrów. Jej celem jest zarejestrowanie światła pierwszych gwiazd i galaktyk, obrazowanie gwiazd w pobliskich galaktykach, młode gwiazdy w Drodze Mlecznej czy obiekty w Pasie Kuipera. Kamerę wyposażono w koronografy, pozwalające na fotografowanie bardzo słabo świecących obiektów, znajdujących się w pobliżu obiektów znacznie jaśniejszych. Dzięki temu możliwe będą dokładne obserwacje planet krążących wokół pobliskich gwiazd. NIRSpec również działa w zakresie 0,6–5 mikrometrów. Spektrograf będzie rejestrował całe widmo promieniowania, co pozwoli na poznanie cech fizycznych badanych obiektów, jak ich masa temperatura czy skład chemiczny. Z kolei FGS/NIRISS będzie odpowiedzialny za precyzyjne pozycjonowanie Webba na wybrane obiekty, wykrycie pierwszego światła, jakie rozbłysło we wszechświecie oraz wykrywanie, charakteryzowanie i badania spektroskopowe egzoplanet. Instrument, na którego zestrojenie z optyką wciąż czekamy, to MIRI. Składa się on z kamery i spektrografu pracujących w średnich zakresach podczerwieni (5–28 mikrometrów). To niezwykle czułe urządzenie naukowe. MIRI zobaczy przesunięcie ku czerwieni odległych galaktyk, słabo widoczne planety, tworzące się dopiero gwiazdy, będzie obserwował obiekty w Pasie Kuipera. To ono dostarczy nam najbardziej spektakularnych zdjęć. Jednak, by móc wykorzystać swoje niezwykłe możliwości, musi zostać schłodzony do temperatury -266,15 stopni Celsjusza. Osiągnięcie tak niskiej temperatury nie jest możliwe za pomocą samego tylko pasywnego chłodzenia i ochrony zapewnianej przez osłonę przeciwsłoneczną. Potrzebne jest chłodzenie aktywne, za które odpowiada nowatorskie dwustopniowe urządzenie. Jego pierwszy stopień schłodzi MIRI do temperatury -255,15 stopni, a dzięki drugiemu MIRI osiągnie wymaganą temperaturę pracy wynoszącą -266,15 stopni Celsjusza. To zaledwie 7 stopni powyżej zera absolutnego. Do niedawna temperatura MIRI spadała bardzo wolno. W ciągu 54 dni chłodzenia pasywnego zmniejszyła się ona o 58 stopni. Przed 10 dniami włączono chłodzenie aktywne i w tym czasie temperatura MIRI spadła o kolejne 52 stopnie. W chwili pisania tego tekstu temperatura MIRI wynosi -231,35 stopni Celsjusza. « powrót do artykułu

NASA zakończyła kluczowy etap ustawiania segmentów zwierciadła Teleskopu Webba zwany „fine phasing”. Inżynierowie sprawdzili każdy parametr optyczny teleskopu, przeprowadzili jego testy i potwierdzili, że każdy z nich działa zgodnie z oczekiwaniami lub powyżej oczekiwań. Nie znaleziono też żadnych krytycznych błędów, ani nie znaleziono żadnych uchwytnych w pomiarach zanieczyszczeń czy zniekształceń obrazu. Tym samym potwierdzono, że Teleskop jest w stanie zbierać światło z odległych obiektów i bez przeszkód przekazywać je do instrumentów naukowych. Minie jeszcze kilka miesięcy, zanim Webb dostarczy pierwsze obrazy kosmosu. Jednak teraz wiemy, że cała optyka teleskopu działa najlepiej, jak to tylko możliwe. Ponad 20 lat temu rozpoczęliśmy prace nad najpotężniejszym w historii teleskopem kosmicznym i – chcąc osiągnąć wymagające cele naukowe – stworzyliśmy niezwykle śmiały projekt elementów optycznych. Dzisiaj możemy powiedzieć, że nasz projekt się sprawdził, mówi Thomas Zurbuchen, współdyrektor w Dyrektoriacie Misji Naukowych NASA. Webb jest pierwszym teleskopem kosmicznym, który korzysta ze zwierciadła składającego się z segmentów. Jego główne zwierciadło ma średnicę 6,5 metra. Takiego urządzenia żadna rakieta nie mogłaby wynieść w przestrzeń kosmiczną. Dlatego też zdecydowano się na budowę składanego zwierciadła z 18 heksagonalnych segmentów z berylu. Po dotarciu teleskopu na miejsce obserwacji rozpoczął się wielomiesięczny proces rozkładania zwierciadła i regulowania każdego z segmentów. Muszą one zostać ustawione z dokładnością liczoną w nanometrach. Dopiero dzięki tak olbrzymiej precyzji całość może pracować jak jedno duże zwierciadło. Niejako przy okazji NASA nauczyła się całkiem nowej architektury budowania zwierciadeł teleskopów kosmicznych. W pełni nastroiliśmy teleskop i skupiliśmy go na gwieździe, a wydajność urządzenia przekroczyła nasze oczekiwania. Z niecierpliwością czekamy na pierwsze odkrycia naukowe. Teraz wiemy, że zbudowaliśmy odpowiednie urządzenie, mówi Ritva Keski-Kuhna, jeden z menedżerów odpowiedzialnych za elementy optyczne teleskopu. Teraz przez kolejnych sześć tygodni będzie trwało dostrajanie m.in. instrumentów naukowych. Na tym etapie algorytm będzie oceniał wydajność każdego z nich i obliczał ostateczne poprawki, które należy wprowadzić. Po zakończeniu tego procesu inżynierowie skupią się na ostatecznym ustawieniu całości i wyeliminowaniu wszystkich drobnych błędów. Wiele wskazuje na to, że proces ustawiania i dostrajania wszystkich elementów optycznych teleskopu zakończy się na początku maja lub wcześniej. Następnie zaś przed dwa miesiące przygotowywane będą instrumenty naukowe. Pierwsze pełnowymiarowe zdjęcia naukowe zostaną wykonane i pokazane opinii publicznej latem. « powrót do artykułu

W czasie, gdy witaliśmy nowy rok, obsługa naziemna Teleskopu Kosmicznego Jamesa Webba (JWST) miała ręce pełne roboty. Nadzorowała jeden z najważniejszych etapów misji teleskopu – rozwijanie osłony termicznej. Ta krytyczna dla działania obserwatorium operacja rozpoczęła się 28 grudnia i dotychczas nie została zakończona. Postanowiono bowiem dać odpocząć zespołowi odpowiedzialnemu za osłonę i zmieniono grafik przygotowywania Webba do pracy. W ciągu tych ostatnich kilku dni z powodzeniem zakończono kolejne etapy rozkładania osłony. Bez problemu wysunięto wsporniki Unitized Pellet Structure (UPS), które podtrzymują osłonę, a następnie o 1,22 metra wysunięto Deployable Tower Assembly, na której znajdują się zwierciadła teleskopu. Jej wysunięcie zwiększyło odległość pomiędzy lustrami, a resztą obserwatorium, co zapewni lepszą izolację cieplną luster. Następnym etapem było rozłożenie klap, które pomagają częściowo zneutralizować wpływ ciśnienia wiatru słonecznego na osłonę termiczną. To pozwala na zmniejszenie zużycia paliwa przez JWST. Klapy zostały ustawione w odpowiedniej pozycji przez sprężyny. Gdy na Ziemię dotarł sygnał świadczący o udanym rozłożeniu klap, obsługa wydała polecenie otwarcia pokryw chroniących osłonę termiczną. Niedługo później rozpoczęło się jej rozwijanie od UPS na boki. Gdy my odliczaliśmy czas do rozpoczęcia 2022 roku, pracownicy centrum kontroli w napięciu oczekiwali informacje z Webba. Wiemy, że się udało i teraz osłona prezentuje się w całej okazałości. Ostatnim etapem jej rozwijania jest kolejne napięcie każdej z pięciu warstw. Zanim jednak rozpocznie się ten ostatni etap pracy nad rozłożeniem osłony, zespół za nią odpowiedzialny został wysłany do domów, by odpoczął. Napinanie osłony potrwa bowiem co najmniej dwie doby. Zapadła więc decyzja o zmianie grafiku rozkładania teleskopu. Operacja napinania rozpocznie się nie wcześniej niż dzisiaj po południu czasu polskiego. Obecnie operatorzy teleskopu zajmują się optymalizacją systemów zasilania Webba i sprawdzają, jak obserwatorium zachowuje się w przestrzeni kosmicznej. Trwają analizy poszczególnych podsystemów, a inżynierowie upewniają się, czy silniki odpowiedzialne za napinanie osłony mają zapewnioną optymalną temperaturę pracy. Nic, czego nauczyliśmy się podczas symulacji na Ziemi nie dostarczy nam tak dobrych danych, jak analizowanie tego, co rzeczywiście dzieje się w obserwatorium w kosmosie podczas jego rzeczywistej pracy, mówi Bill Ochs, jeden z menedżerów misji. Teraz jest czas, by jak najwięcej dowiedzieć się o funkcjonowaniu Webba. Dopiero później przejdziemy do następnych etapów. Procedurę przygotowywania Webba do pracy zaprojektowano z założeniem, by jednocześnie wykonywać możliwie najmniejszą liczbę czynności. Dlatego też, gdy tylko zajdzie taka potrzeba, w każdej chwili procedurę można przerwać. Prace nad zaprojektowaniem, zbudowaniem i przetestowaniem obserwatorium trwały przez 20 lat. Mieliśmy zaledwie tydzień, by przekonać się, jak obserwatorium rzeczywiście radzi sobie w przestrzeni kosmicznej. To normalne, że pewnych rzeczy dowiadujesz się dopiero, gdy wyślesz pojazd w przestworza. I to właśnie robimy. Jak dotąd, wszystko przebiegło tak gładko, jak mogliśmy sobie wymarzyć. Postanowiliśmy więc zrobić przerwę i dowiedzieć się o teleskopie tak dużo, jak to tylko możliwe. Dopiero wtedy znowu ruszymy naprzód, dodaje Mike Menzel, inżynier odpowiedzialny za systemy JWST. Teleskop ma już za sobą ponad połowę (59%) drogi. Dotychczas przebył ponad 852 000 kilometrów, a do celu dzieli go około 593 000 km. W tej chwili porusza się z prędkością 0,57 km/s. Średnia temperatura wsporników UPS po gorącej stronie wynosi niemal 58 stopni Celsjusza, a średnia panelu wyposażenia platformy nośnej to prawie 18 stopni. Po drugiej stronie obserwatorium jest znacznie zimniej i wyraźnie jest to zasługa osłony termicznej. Średnia temperatura zwierciadła głównego to obecnie mniej niż -116 stopni Celsjusza, a Zintegrowany Moduł Instrumentów Naukowych (ISIM) został schłodzony do mniej niż -192 stopni Celsjusza. Kolejnym – po napięciu osłony termicznej – ważnym krokiem będzie rozłożenie zwierciadła wtórnego. « powrót do artykułu

Teleskop Webba zbliża się do końca pierwsze fazy ustawiania zwierciadła głównego za pomocą NIRCam. Najpierw przysłał nam swoje selfie, a niedawno na Ziemię dotarło pierwsze zdjęcie HD 84406, gwiazdy, która będzie wykorzystywana do ustawiania zwierciadła. Obraz, który uzyskał teleskop jest bardzo podobny do tego, jaki otrzymywano podczas symulacji naziemnych. Tak, jak zapowiadano, HD 84406 zobaczyliśmy 18 razy, po jednym z każdego segmentu. Następnie obsługa naziemna poruszała poszczególnymi segmentami, by określić, z którego z nich pochodzi które zdjęcie. Obecnie trwa etap tworzenia „macierzy obrazów”, czyli takiego ustawiania segmentów, by wszystkie z uzyskanych obrazów miały wspólny punkt. Przeprowadzenie pierwszego etapu nie było proste. Najpierw trzeba było upewnić się, że NIRCam działa jak należy, a następnie zidentyfikować na wszystkich obrazach gwiazdę, która stanowi punkt odniesienia do ustawiania teleskopu. Przez kolejny miesiąc obsługa naziemna będzie ustawiała poszczególne segmenty zwierciadła oraz zwierciadło wtórne tak, byśmy w końcu otrzymali pojedynczy wyraźny obraz. Jesteśmy niezwykle zadowoleni z postępu prac nad ustawianiem zwierciadła. Naprawdę jesteśmy szczęśliwi widząc, jak światło trafia do NIRCam, mówi Marcia Rieke, profesor astronomii z University of Arizona, odpowiedzialna z instrument NIRCam. Proces wykonywania zdjęć rozpoczął się od ustawienia Teleskopu Webb w 156 różnych pozycjach, z których powinien zobaczyć HD 84406. Za pomocą 10 czujników NIRCam wykonano 1560 fotografii o łącznej pojemności 54 gigabajtów. Cały proces trwał niemal 25 godzin. Teleskop już w ciągu pierwszych 6 godzin zlokalizował gwiazdę i wykonał jej zdjęcia z pomocą każdego z segmentów zwierciadła. Fotografia połączono następnie w jedną. Przedstawione tutaj zdjęcie to centralny fragment olbrzymiej fotografii złożonej z 2 miliardów pikseli. Podczas wstępnego ustawiania prześledziliśmy fragment nieboskłonu o powierzchni niemal Księżyca w pełni. Zgromadzenie tak dużej ilości danych wymagało zarówno od instrumentów Webba, jak i urządzeń na Ziemi, by działały bez najmniejszych zakłóceń od samego początku. Okazało się, że światło z każdego z 18 segmentów jest skupione bardzo blisko centrum obszaru poszukiwań. To świetny punkt wyjścia do ustawiania zwierciadła, cieszy się Marshall Perrin ze Space Telescope Science Institute, zastępca głównego naukowca Webba. Zwierciadło główne ustawiane jest za pomocą urządzenia NIRCam. Dysponuje ono bowiem czujnikiem o bardzo szerokim polu widzenia, który bezpiecznie może pracować w temperaturach wyższych niż inne instrumenty naukowe teleskopu. Warto tutaj wspomnieć, że prace nad optyką Webba zaowocowały opracowaniem technologii COAS (Complete Ophthalmic Analysis System), która jest wykorzystywana w okulistyce i systemach korekcji wzroku iLASIK. NIRCam będzie wykorzystywany przez niemal cały czas ustawiania zwierciadła głównego. Trzeba jednak wiedzieć, że instrument pracuje w temperaturach znacznie wyższych niż idealne dlatego na rejestrowanych przezeń obrazach pojawiają się artefakty. Będzie ich coraz mniej w miarę schładzania instrumentu. « powrót do artykułu

Teleskop Webba zarejestrował pierwsze fotony. Z powodzeniem przebyły one całą drogę przez układ optyczny i trafiły do NIRCam. To jedno z najważniejszych osiągnięć zaplanowanego na trzy miesiące etapu dostrajania teleskopu. Dotychczas uzyskane wyniki odpowiadają oczekiwaniom i naziemnym symulacjom. NIRCam to działająca w podczerwieni kamera, rejestrująca fale o długości od 0,6 do 5 mikrometrów. To ona zarejestruje światło z pierwszych gwiazd i galaktyk, pokaże gwiazdy w pobliskich galaktykach, młode gwiazdy w Drodze Mlecznej oraz obiekty w Pasie Kuipera. Wyposażono ją w koronografy, instrumenty pozwalające na fotografowanie bardzo słabo świecących obiektów znajdujących się wokół obiektów znacznie jaśniejszych. Koronografy blokują światło jasnego obiektu, uwidaczniając obiekty słabo świecące. Dzięki nim astronomowie chcą dokładnie obserwować planety krążące wokół pobliskich gwiazd i poznać ich charakterystyki. NIRCam wyposażono w dziesięć czujników rtęciowo-kadmowo-telurkowych, które są odpowiednikami matryc CCD ze znanych nam aparatów cyfrowych. To właśnie NIRCam jest wykorzystywana do odpowiedniego ustawienia zwierciadła webba. Żeby zwierciadło główne teleskopu działało jak pojedyncze lustro trzeba niezwykle precyzyjnie ustawić względem siebie wszystkie 18 tworzących je segmentów. Muszę one do siebie pasować z dokładnością do ułamka długości fali światła, w przybliżeniu będzie to ok. 50 nanometrów. Teraz, gdy zwierciadło jest rozłożone, a instrumenty włączone, rozpoczęliśmy wieloetapowy proces przygotowywania i kalibrowania teleskopu. Będzie on trwał znacznie dłużej niż w przypadku innych teleskopów kosmicznych, gdyż zwierciadło główne Webba składa się z 18 segmentów, które muszą działać jak jedna wielka powierzchnia, wyjaśniają eksperci z NASA. Najpierw trzeba ustawić teleskop względem jego platformy nośnej. Wykorzystuje się w tym celu specjalne systemy śledzenia gwiazd. Obecnie położenie platformy nośnej i segmentów lustra względem gwiazd nie jest ze sobą zgodne. Dlatego też wybrano jedną gwiazdę, jest nią HD 84406, względem której całość będzie ustawiana. Każdy z 18 segmentów zwierciadła rejestruje obraz tej gwiazdy, a jako że są one w różny sposób ustawione, na Ziemię trafią różne niewyraźne obrazy. Obsługa naziemna będzie następnie poruszała każdym z segmentów z osobna, by określić, który z nich zarejestrował który z obrazów. Gdy już to będzie wiadomo, segmenty będą obracane tak, by wszystkie z uzyskanych obrazów miały podobny wspólny punkt. Stworzona w ten sposób „macierz obrazów” zostanie szczegółowo przeanalizowana. Wówczas rozpocznie się drugi etap ustawiania zwierciadła, w ramach którego zredukowane zostaną największe błędy ustawienia. Najpierw obsługa poruszy nieco zwierciadłem wtórnym, co dodatkowo zdeformuje obrazy uzyskiwane z poszczególnych segmentów. Dzięki temu możliwe będzie przeprowadzenie analizy matematycznej, która precyzyjnie określi błędy w ułożeniu każdego z segmentów. Po skorygowaniu tych błędów otrzymamy 18 dobrze skorygowanych ostrych obrazów. W kolejnym etapie położenie każdego z segmentów lustra będzie zmieniane tak, by generowany przezeń obraz trafił dokładnie do środka pola widzenia teleskopu. Każdy z 18 segmentów został przypisany do jednej z trzech grup (oznaczonych jako A, B i C), więc ten etap prac będzie wykonywany w grupach. Po zakończeniu trzeciego etapu będziemy już mieli jeden obraz, jednak będzie to nadal obraz uzyskany tak, jakbyśmy nałożyli na siebie obrazy z 18 różnych teleskopów. Zwierciadło główne wciąż nie będzie działało jak jedno lustro. Rozpocznie się, przeprowadzany trzykrotnie, etap (Coarse Phasing) korygowania ustawienia segmentów lustra względem siebie. Po każdej z trzech części tego etapu ustawienia będą sprawdzane i korygowane za pomocą specjalnych elementów optycznych znajdujących się wewnątrz NIRCam (Fine Phasing). W jego trakcie obraz z poszczególnych zwierciadeł celowo będzie ustawiany poza ogniskową i prowadzone będą analizy zniekształceń. Ten ostatni proces superprecyzyjnej korekty ustawień będzie zresztą przeprowadzany rutynowo podczas całej pracy Webba. Gdy już teleskop zostanie odpowiednio ustawiony, rozpocznie się etap dostrajania pozostałych trzech instrumentów naukowych. Wyłapane zostaną ewentualne błędy i niedociągnięcia, a specjalny algorytm pokaże, jakich poprawek trzeba dokonać. W końcu, w ostatnim etapie prac, obsługa naziemna osobno sprawdzi jakość obrazu uzyskiwanego dzięki każdemu z segmentów zwierciadła głównego i usunie ewentualne błędy. « powrót do artykułu

Obsługa naziemna Teleskopu Webba rozpoczęła włączanie instrumentów naukowych teleskopu. Po schłodzeniu do temperatury pracy można będzie rozpocząć testy ich działania. Jako cel testowych obserwacji wybrano gwiazdę HD84406 położoną w odległości 241 lat świetlnych od Ziemi, w gwiazdozbiorze Wielkiej Niedźwiedzicy. Nie będą to jednak obserwacje naukowe. Posłużą one sprawdzeniu, czy teleskop jest w stanie skupić się na wybranym obiekcie oraz ustawieniu 18 segmentów zwierciadła głównego tak, by działały jak jedno lustro. Obserwacje HD84406 będzie prowadził instrument NIRCam. Osiągnął on już wymaganą temperaturę -153 stopni Celsjusza. Zanim wszystkie segmenty zwierciadła nie zostaną prawidłowo ustawione – a ich regulowanie potrwa wiele tygodni – na Ziemię będzie docierało 18 rozmazanych obrazów. Po jednym z każdego segmentu. Specjaliści spodziewają się, że pod koniec kwietnia zwierciadło główne zostanie ustawione. Dopiero wówczas można będzie rozpocząć proces testowania i ustawiania pozostałych trzech instrumentów naukowych teleskopu. Rozpocznie się sprawdzanie ich możliwości w zakresie obserwowania zarówno obiektów znajdujących się w Układzie Słonecznym, jak i tych oddalonych o miliardy lat świetlnych. NASA zapowiada, że pierwsze obrazy o docelowej jakości upubliczni pod koniec czerwca lub na początku lipca. Teraz więc powinniśmy trzymać kciuki z NIRCam. Żaden inny instrument nie może przejąć jego zadania pomocy w ustawieniu zwierciadła. Obecnie więc cała misja zależy od prawidłowego działania tego instrumentu. Jeśli z NIRCam jest coś nie tak, nie będziemy mogli ustawić zwierciadła. Dlatego też instrument składa się z dwóch kamer. Mamy pełną redundancję. Jeśli jednej z nich coś się stanie, będziemy mieli drugą, wyjaśnia Mark McCaughrean, naukowiec w JWST Science Working Group oraz starszy doradca Europejskiej Agencji Kosmicznej. Jeden z pozostałych trzech instrumentów naukowych, MIRI, został częściowo włączony jeszcze w czasie gdy Teleskop Webba leciał w kierunku orbity wokół L2. Dwa pozostałe instrumenty, NIRSPec i FGS/NIRiss były podczas podróży ogrzewane przez specjalne podgrzewacze. Dzięki temu pozbyto się z nich ewentualnych resztek pary wodnej, jakie mogły uwięznąć na Ziemi, co zapobiegło kondensacji wody i jej zamarznięciu na instrumentach. Grzałki te zostały właśnie wyłączone. Z budową i zadaniami poszczególnych instrumentów możecie zapoznać się w naszym wcześniejszym tekście. Proces chłodzenia instrumentów naukowych potrwa kilka tygodni. Docelowa temperatura ich pracy wynosi poniżej -223 stopni Celsjusza. Początkowo instrumenty chłodzą się pasywnie i trzem z nich to wystarczy. Wyjątkiem jest MIRI, który do prawidłowej pracy wymaga ekstremalnie niskich temperatur sięgających -266 stopni Celsjusza. Dlatego też urządzenie wyposażono w specjalistyczny dwustopniowy system chłodzący. Obecnie najwyższa temperatura po stronie gorącej teleskopu wynosi 55 stopni Celsjusza, a najniższa po stronie zimnej to -213 stopni Celsjusza. NASA dodała też dodatkowe punkty pomiaru temperatury w samym module instrumentów naukowych. Będą one aktualizowane raz dziennie. Dzięki nim wiemy, że temperatura MIRI wynosi obecnie -125 stopni Celsjusza, temperatura NIRCam spadła już do -157 stopni, urządzenie NIRSPec zostało schłodzone do -146 stopni, a FGS-NIRIS osiągnęło -148 stopni. Fine Steering Mirror, niewielkie lustro odpowiedzialne za stabilizację obrazu, osiągnęło zaś temperaturę -195 stopni. « powrót do artykułu

Po trwającej miesiąc podróży Teleskop Kosmiczny Jamesa Webba (JWST) trafił właśnie na orbitę wokół punktu Lagrange'a L2. Przez pięć kolejnych miesięcy Webb będzie przygotowywany do pracy, a rozpoczęcie badań naukowych zaplanowano na czerwiec. Wcześniej opisywaliśmy budowę teleskopu i jego cele naukowe oraz dlaczego wybrano punkt L2 i dlaczego JWST będzie wokół niego krążył, a nie został umieszczony dokładnie w nim. Zwierciadła i instrumenty naukowe Webba jeszcze nie osiągnęły wymaganej stabilnej temperatury pracy. Muszą się jeszcze nieco chłodzić. A schładzać zaczęły się, i to bardzo szybko, gdy tylko teleskop rozwinął osłonę termiczną. Procesu tego nie pozostawiono jednak całkowicie naturze. Jest on ściśle kontrolowany poprzez umieszczenie w strategicznych miejscach teleskopu elektrycznie podgrzewanych pasków. Dzięki nim można było zarówno kontrolować równomierne kurczenie się całej struktury teleskopu, jak i upewnić się, że zabrana w Ziemi wilgoć odparuje i nie zamarznie na elementach optycznych czy czujnikach, co mogłoby negatywnie wpłynąć na prowadzone badania naukowe. Teraz, gdy Webb jest już w miejscu swojego przeznaczenia, centrum kontroli wykorzysta Fine Guidance Sensor do nakierowania teleskopu na jedną z jasnych gwiazd i sprawdzenie, czy obserwatorium jest w stanie wybrać taki cel, skupić się na nim i śledzić go w miarę, jak będzie podróżowało po swojej orbicie. Weryfikacja prawidłowej pracy zostanie przeprowadzona głównie za pomocą urządzenia NIRCam. Jednak, jako że zwierciadło główne teleskopu nie jest jeszcze odpowiednio ustawione, otrzymamy do 18 rozmazanych obrazów obserwowanej gwiazdy. Po potwierdzeniu, że Webb jest w stanie śledzić wybrany cel rozpocznie się żmudny kilkumiesięcznych proces ustawiania wszystkich 18 segmentów zwierciadła głównego tak, by całość działała jak jedno wielkie lustro. Poszczególne segmenty zwierciadła będą poruszały się z dokładnością liczoną w nanometrach, a cały proces zajmie trzy pełne miesiące. W międzyczasie zakończy się proces schładzania Webba i wszystkie urządzenia będą miały najniższą temperaturę możliwą do osiągnięcia w sposób pasywny. Osłona termiczna zapewni teleskopowi stabilną temperaturę pracy poniżej -223,15 stopni Celsjusza. Wówczas włączy się aktywny system chłodzenia, którego zadaniem jest zapewnienie optymalnej temperatury pracy jednemu z czterech instrumentów Webba, MIRI. Mid-Infrared Instrument to niezwykle czuła kamera i spektrograf działające w zakresie średniej podczerwieni (5–28 nm). Urządzenie jest tak czułe, że mogłoby dostrzec z Ziemi świeczkę zapaloną na jednym z księżyców Jowisza. By jednak pokazać pełnię swoich możliwości potrzebuje bardzo niskich temperatur. Dlatego też potrzebny był innowacyjny dwustopniowy system chłodzenia aktywnego, który zapewni MIRI temperaturę pracy wynoszącą -266,16 stopni Celsjusza. Od tej pory Webb będzie zdolny do uzyskania wysokiej jakości obrazów odległych gwiazd czy galaktyk. Piąty i szósty miesiąc od startu to czas kalibracji wszystkich czterech instrumentów naukowych i testowania różnych ich trybów pracy na reprezentatywnych celach w kosmosie. Sprawdzona zostanie też zdolność teleskopu do śledzenia „poruszających się” pobliskich obiektów, takich jak asteroidy, komety, planety czy księżyce w Układzie Słonecznym. Wkrótce potem NASA podzieli się wynikami swoich testów i pochwali pełnymi możliwościami teleskopu.   « powrót do artykułu

Teleskop Webba (JWST) znajduje się już w odległości ponad 1,3 miliona kilometrów od Ziemi i od kilku dni ustawia swoje zwierciadła główne i wtórne w pozycji wyjściowej. Proces ten potrwa jeszcze kilka dni, gdyż poszczególne segmenty zwierciadła głównego przemieszczają się w ślimaczym tempie rosnącej trawy, ok. 1 mm na dobę. Tymczasem do celu – punktu libracyjnego L2 – teleskopowi pozostało mniej niż 130 000 kilometrów. Najwyższa temperatura po gorącej stronie JWST wynosi 56 stopni Celsjusza, a najniższa po stronie zimnej spadła już do -206 stopni. Na czas startu poszczególne segmenty zwierciadła zostały zabezpieczone od tyłu trzema metalowymi kołkami. Teraz muszą się z tych kołków uwolnić, by mogły się poruszać, co pozwoli na ustawienie ich tak, by działały jak jedno wielkie zwierciadło. Każdy z segmentów musi przesunąć się w górę o 12,5 milimetra. Wykonanie tej operacji wymaga sporo cierpliwości. Aktuatory poruszające segmentami zaprojektowano tak, by wykonywały niezwykle precyzyjne, niewielkie ruchy. Dzięki temu każdy z fragmentów można ustawić z dokładnością do 10 nanometrów (około 1/10 000 grubości ludzkiego włosa). Taka konstrukcja aktuatorów powoduje jednak, że gdy trzeba wykonać znacznie większe ruchy, potrzeba na to sporo czasu. Co więcej, system kontroli lustra może poruszać tylko jednym aktuatorem w danym momencie. Zdecydowano się na taką architekturę, gdyż jest ona prostsza z punktu widzenia złożoności elektroniki kontrolującej całość oraz bezpieczniejsza, gdyż komputery i czujniki mogą skupić się na monitorowaniu jednego aktualnie działającego aktuatora. Ponadto, aby zmniejszyć ilość ciepła docierającego z aktuatorów do zwierciadła, każdy z aktuatorów może poruszać się tylko przez krótki czas. Dlatego też przesunięcie każdego z segmentów o 12,5 milimetra wymaga sporej ilości czasu. Gdy już wszystkie segmenty zostaną uwolnione z zabezpieczeń, rozpocznie się trwający kilka miesięcy proces precyzyjnego ustawiania segmentów tak, by działały jak jedno zwierciadło. Na załączonej grafice możecie zobaczyć, a na jakim etapie znajdują się segmenty zwierciadła głównego i zwierciadła wtórnego (SM) w momencie pisania tej informacji. Zwierciadło główne podzielone jest na trzy sekcje, różniące się właściwościami optycznymi. W skład każdej z sekcji wchodzi sześć segmentów. Jak widzimy większość z nich uniosła się już o 7,5 mm i znajduje się 5 mm poniżej ostatecznej pozycji. Jedynie segmenty A3 oraz A6 jeszcze się nie poruszyły. Będą one unoszone osobno, pod koniec całego procesu, gdyż ich czujniki pozycji pracują w inny sposób niż pozostałych. « powrót do artykułu

Inżynierowie rozpoczęli kilkumiesięczny proces precyzyjnego ustawiania zwierciadeł Teleskopu Webba. Praca zaczęła się od sprawdzenia 126 aktuatorów sterujących 18 segmentami zwierciadła głównego oraz 6 aktuatorów sterujących zwierciadłem wtórnym. Wydano też polecenie aktuatorom poruszającym Fine Steering Mirror, by wykonały niewielkie ruchy, potwierdzając, że działają. Fine Steering Mirror to lustro umieszczone w AFT Optics Subsystem, czarnym elemencie wystającym ze środka głównego zwierciadła. Odpowiada ono za stabilizację obrazu. Gdy potwierdzono, że aktuatory FSM działają, przystąpiono do poruszania segmentami zwierciadła głównego oraz wtórnego. Zwierciadło główne składa się z 18 heksagonalnych modułów, a każdym z nich steruje 6 aktuatorów. Przez najbliższych co najmniej 10 dni aktuatory będą poruszały segmentami oraz zwierciadłem wtórnym, by przemieścić je z bezpiecznej pozycji i amortyzatorów, w których zostały zabezpieczone na czas startu. Miało to zapobiec uszkodzeniu zwierciadeł przez wibracje generowane podczas startu rakiety. Odpowiednie ustawienie segmentów zwierciadła głównego tak, by działały jak jedno lustro, to bardzo trudne zadanie, wymagające olbrzymiej precyzji. Jak już wspomnieliśmy, każdy z segmentów sterowany jest przez sześć aktuatorów, a w centrum posiadają kolejny taki element, który odpowiada za ustawienie ich krzywizny. Dopasowanie elementów zwierciadła głównego tak, by działały jak jedno zwierciadło wymaga ustawienia każdego z segmentów z dokładnością sięgającą 1/10 000 grubości ludzkiego włosa. Jest to tym bardziej imponujące osiągnięcie, że to inżynierowie i naukowcy tworzący Webba musieli wymyślić, jak to zrobić, mówi Lee Feinberg, odpowiadający za elementy optyczne teleskopu. Każdy z 18 elementów należy ustawić nieco inaczej. Najpierw jednak, przez wiele kolejnych dni segmenty będą uwalniane z konfiguracji startowej. Gdy ten etap się zakończy, specjaliści rozpoczną 3-miesięczną fazę precyzyjnego ustawiania wszystkich segmentów. « powrót do artykułu

Teleskop Webba zakończył rozkładanie głównego zwierciadła. Tym samym największy w historii i najważniejszy od ponad 30 lat teleskop kosmiczny prezentuje się w całej okazałości i z prędkością 1440 km/h podąża w kierunku swojego celu, punktu libracyjnego L2. Obecnie Webb znajduje się w odległości niemal 1 110 000 kilometrów od Ziemi. Do L2 dzieli go 370 000 kilometrów. Ostatnim etapem rozkładania teleskopu, który musiał być złożony, by zmieścić się do rakiety nośnej, było rozłożenie dwóch bocznych elementów zwierciadła głównego. Operację rozpoczęto wczoraj o godzinie 14:36 czasu polskiego od rozłożenia pierwszego z nich. O godzinie 20:11 inżynierowie potwierdzili, że skrzydło zostało rozłożone i zablokowane w pozycji. Drugi z elementów zaczęto rozkładać dzisiaj o 14:53, a operację zakończono o 19:17. Teraz kontrola naziemna rozpocznie proces ustawiania lustra. Zwierciadło główne składa się z 18 sześciokątnych elementów, którymi w sumie steruje 126 aktuatorów. Pozycja każdego z elementów będzie dopasowywana przez wiele miesięcy. Później kalibrowane będą instrumenty naukowe. Pierwszych obrazów z Webba możemy spodziewać się około połowy bieżącego roku. Wkrótce Webba po raz trzeci odpali silniki, by skorygować swój kurs i ustawić się w pozycji odpowiedniej do wejścia na orbitę wokół punktu libracyjnego (punktu Lagrange'a) L2. To cel jego podróży. Punkt libracyjny (punkt Lagrange'a) to taki punkt w przestrzeni w układzie dwóch ciał powiązanych grawitacją, w którym trzecie ciało o pomijalnej masie może pozostawać w spoczynku względem obu ciał układu. Tutaj mówimy o układzie Słońce-Ziemia i o Teleskopie Webba, czyli trzecim ciele, tym o pomijalnej masie. W układzie takich trzech ciał występuje pięć punktów libracyjnych, oznaczonych od L1 do L5. Na linii Słońce-Ziemia znajdują się trzy z nich. L3 leży za Słońcem z punktu widzenia Ziemi, L1 znajduje się pomiędzy Słońcem a Ziemią, a L2 to miejsce za Ziemią z punktu widzenia Słońca. Zatem L2 był jedyny możliwym do osiągnięcia punktem, w którym osłona termiczna Webba mogła chronić jego zwierciadła i instrumenty naukowe jednocześnie przed ciepłem emitowanym i przez Słońce i przez Ziemię. Webb nie jest pierwszym urządzeniem w L2. Wcześniej pracowały tam satelita Planck wraz z teleskopem Herschel oraz satelita WMAP. Wejście Webba na orbitę wokół L2 powinno nastąpić 24 stycznia.   « powrót do artykułu

Teleskop Webba, znajdujący się niemal milion kilometrów od Ziemi, rozłożył zwierciadło wtórne. Operacja trwała bardzo krótko, szczególnie w porównaniu z wielodniowym, zakończonym sukcesem, rozwijaniem osłony termicznej czy przewidzianym równie długotrwałym rozkładaniem lustra głównego. Zwierciadło wtórne to element, który odbija światło zgromadzone przez zwierciadło główne i kieruje je do znajdujących się za nim instrumentów naukowych. Lustro ma 74 centymetry średnicy i zostało umieszczone na trzech wspornikach. To puste tuby o długości 7,6 metra każda. Wykonano je z kompozytu włókna węglowego, a ich ścianki mają grubość około 1 milimetra. Proces rozkładania lustra wtórnego został przetestowany tylko raz. Musimy bowiem pamiętać, że Webb został zaprojektowany tak, by pracował w warunkach braku grawitacji. Testy w warunkach ziemskich, gdzie grawitacja wpływa na wszystko, są nie tylko trudne, ale i obarczone dużym ryzykiem. Webb korzysta z trzech luster. Najbardziej charakterystyczne z nich to lustro główne o średnicy 6,5 metra. Jest ono wklęsłe i zbiera światło z obserwowanych obiektów. Następnie światło to jest kierowane do wypukłego zwierciadła wtórnego. Odbija się od niego i trafia do płaskiego nieruchomego trzeciego lustra, które koryguje zniekształcenia wywołane przez dwa pierwsze lustra. Zwierciadła Webba wykonano z berylu pokrytego złotem. Beryl wybrano, gdyż jest to materiał bardzo lekki, wytrzymały i nie ulega odkształceniom w bardzo niskich temperaturach. Lustro wtórne jest wykonane tak dokładnie, że jego powierzchnia w niskich temperaturach nie odkształci się od idealnych założeń bardziej niż o kilka milionowych części milimetra. Jako, że sam beryl nie odbija zbyt dobrze światła, pokryto go cienką, 100-nanometrową warstwo złota. To około 1000-krotnie mniej niż średnica ludzkiego włosa. Wkrótce obsługa naziemna rozpocznie prace nad rozkładaniem imponującego zwierciadła głównego Webba. Poniżej dwie animacje. Pierwsza z rozłożenia zwierciadła wtórnego, a druga pokazuje drogę, jaką musi przebyć światło, by trafić do instrumentów naukowych teleskopu.     « powrót do artykułu

Obsługa naziemna Teleskopu Webba zakończyła napinanie osłony termicznej. Operacja rozwijania osłony rozpoczęła się 28 grudnia, a napięcie każdej z pięciu warstw było jej ostatnim etapem. Osłona o wymiarach 21x14 metrów musiała zostać zwinięta, by całość zmieściła się do rakiety Ariane, która wyniosła Webba. Jej rozłożenie było jednym z najtrudniejszych elementów przygotowywania teleskopu do pracy. To pierwsza w historii próba umieszczenia tak dużego teleskopu w przestrzeni kosmicznej. Webb wymagał nie tylko niezwykle przemyślanego składania, ale również ostrożnego rozkładania. Udane przeprowadzenie najbardziej wymagającego etapu operacji – rozłożenie osłony – to niezwykłe osiągnięcie ludzkiego geniuszu i myśli technicznej. Umożliwi ono osiągnięcie Webbowi zakładanych celów, stwierdził Thomas Zurbuchen, administrator Dyrektoriatu Misji Naukowych NASA. Składająca się z 5 warstw osłona termiczna ma za zadanie chronić zwierciadła i instrumenty przez ciepłem Słońca, Ziemi, Księżyca i samej podstawy teleskopu. Zapewniona stabilną temperaturę pracy poniżej -223 stopni Celsjusza. Wykonana jest z kaptonu pokrytego aluminium, a dwie najcieplejsze warstwy – dwie pierwsze patrząc od strony Słońca – są dodatkowo pokryte krzemem. Grubość pierwszej warstwy to zaledwie 0,05 mm, a każda z czterech kolejnych jest o połowę cieńsza. Największa jest warstwa 1., ta zwrócona w stronę Słońca. Najmniejsza zaś warstwa 5. Pierwsza warstwa osłony będzie nagrzewała się maksymalnie do 110 stopni Celsjusza, a warstwa 5. nie będzie nigdy cieplejsza niż -52 stopnie C. Natomiast jej najniższa temperatura wyniesie -237 stopni. Efekty pełnego rozwinięcia osłony są już widoczne. Teleskop wyposażony został w liczne czujniki temperatury, a NASA podaje na bieżąco odczyty z 4 z nich. Wsporniki osłony, znajdujące się po stronie gorącej – czyli zwróconej w kierunku Słońca – są obecnie rozgrzane do ponad 53 stopni Celsjusza, a średnia temperatura panelu wyposażenia platformy nośnej teleskopu to ponad 11 stopni. Natomiast po przeciwnej, zimnej, stronie osłony panują zupełnie inne warunki. Średnia temperatura zwierciadła głównego to obecnie mniej niż -147 stopni Celsjusza, a średnia temperatura modułu instrumentów naukowych, ISIM, obniżyła się do mniej niż -197 stopni Celsjusza. W ciągu najbliższych kilkudziesięciu godzin ma zacząć się kolejny z ważnych etapów przygotowywania Webba  – rozłożenie zwierciadła wtórnego do pozycji, w której ma pracować. Będzie ono znajdowało się na długich wysięgnikach przed zwierciadłem głównym. Jego zadaniem jest odbijanie światła zebranego przez zwierciadło główne do instrumentów naukowych, które będą je analizowały. Obecnie Teleskop Webba znajduje się w odległości ponad 945 000 km od Ziemi. Do celu – punktu libracyjnego L2 – dzieli go 500 000 kilometrów. « powrót do artykułu

Od kilkudziesięciu godzin Teleskop Webba (JWST) prowadzi niezwykle ważną i skomplikowaną operację – rozwija osłonę termiczną. To zaplanowana na kilka dni wieloetapowa czynność której powodzenie zdecyduje o losach obserwatorium. NASA otrzymuje też odczyty temperatury z teleskopu i już teraz widzimy jak olbrzymim różnicom temperatur poddawane jest urządzenie. JWST wystartował przed niecałymi 5 dobami (117 godzin temu), a już pokonał ponad 616 000 kilometrów. To ponad 42% trasy. Do celu pozostało mu 830 000 km. Obecnie porusza się w jego kierunku z prędkością 0,8 km/s. Rozwijanie osłony termicznej zaczęło się od rozłożenia po obu stronach teleskopu dwóch dużych wsporników o nazwie Unitized Pallet Structure (UPS). Mają podtrzymywać i napinać pięciowarstwową osłonę. Przed ich rozłożeniem Webb zorientował się w stronę Słońca tak, by zapewnić więcej ciepła UPS, włączono też liczne elementy grzewcze, by zapewnić odpowiednią temperaturę kluczowym komponentom biorącym udział w operacji. Następnie przyszedł czas na Deployable Tower Assembly (DTA). To struktura, na której znajdują się zwierciadła teleskopu. DTA wysunęła się o 1,22 metra, zwiększając odległość pomiędzy lustrami a całą resztą teleskopu. Pozwoli to na rozwinięcie osłony oraz zapewni lepsza izolację cieplną. Kontrola temperatury to krytyczny element pracy Webba. Działający w podczerwieni teleskop musi utrzymywać zwierciadła i instrumenty naukowe w bardzo niskich temperaturach. Tylko wówczas spełni swoje zadanie. JWST zwrócony jest platformą nośną w stronę Słońca – to jego gorąca strona. Po przeciwnej stronie platformy znajdują się lustra i cała aparatura badawcza, które za pomocą osłony termicznej będą chronione nie tylko przed wpływem Słońca, Ziemi i Księżyca, ale również ciepłem samej platformy. Dlatego też JWST został wyposażony w liczne czujniki temperatury, a NASA na bieżąco podaje odczyty 4 z nich, 2 znajdujących się po stronie gorącej i 2 po stronie zimnej. Dzięki nim wiemy, że obecnie średni temperatura elementu UPS wynosi -6,67 stopnia Celsjusza, a średnia dla panelu wyposażenia platformy nośnej jest dodatnia i wynosi 9,44 stopnia Celsjusza. Znacznie chłodniej jest po stronie zimnej. Średnia temperatura głównego zwierciadła to -57,22 stopnie Celsjusza, a Zintegrowanego Modułu Instrumentów Naukowych (ISIM) to -153,33 stopnia. To jednak dopiero początek. Temperatury pracy modułu optycznego, w skład którego wchodzą zwierciadła, oraz ISIM nie może być wyższa niż -223,15 stopnia Celsjusza. Osłona termiczna w sposób pasywny zapewni stabilne niższe temperatury. Natomiast niektóre elementy teleskopu wymagają jeszcze niższych temperatur. Dlatego też np. kamera i spektrograf MIRI wyposażono w aktywny system chłodzenia, który obniży temperatury czujników do mniej niż -266 stopni Celsjusza. Tak niskie temperatury zostaną osiągnięte dopiero po pełnym rozwinięciu osłony termicznej. To potrwa jeszcze około 3 dni.   « powrót do artykułu