Vesmírný dalekohled Jamese Webba (2)

Čím se bude zabývat vesmírný teleskop Jamese Webba? A čím se liší od Hubbleova teleskopu? (délka blogu 4 min.)

Vědecké cíle

Zatímco se Hubbleův teleskop věnoval sledování vesmíru převážně ve viditelné části spektra, bude doménou JWST spíše infračervená oblast (0,6–28  µm). 

Vědci se tak rozhodli z jednoduchého důvodu: teleskop má sledovat velice staré objekty. Vzhledem k tomu, že se prostor vesmíru rozpíná, mají fotony, které tyto objekty kdysi vyslaly na cestu vesmírem, dnes jinou vlnovou délku než při svém vzniku. Nejsou už ve viditelné nebo ultrafialové části spektra - ale právě v infračervené. 

Díky tomu může JWST identifikovat galaxie, které vznikaly pouhých 100 000 roků po vVelkém třesku - a jsou tedy ještě starší než ty, které nám může ukázat Hubbleův teleskop. 

Kromě toho, že bude zkoumat první galaxie, které kdy ve vesmíru vznikly, bude moci věnovat svůj čas ještě jiným projektům. Má zkoumat procesy, probíhající při formování hvězd a planetárních systémů. To je velice napínavý výzkum, přinese totiž další zajímavé objevy, které snad pomohou vysvětlit otázky kolem možnosti života ve vesmíru. 

Ani to ale není zdaleka všechno. Když se dnes podíváte do vědeckých časopisů nebo jejich internetových vydání, zjistíte, že se velká část článků zabývá projekty, kterým může JWST prospět. A tak může pomoci sledovat planetární atmosféry, chemické složení povrchu cizích planet, apod. Lidská důmyslnost je nekonečná. Vědci jistě naleznou nové a nové možnosti, jak využít výsledků jeho pozorování. 

Životnost

Jeho oběžná dráha v bodě L2 je na jednu stranu výhodná (dá se tu dobře sledovat vzdálený vesmír, méně tu ruší sluneční vítr - na druhou je ale poněkud nešikovná. Prakticky znemožňuje, aby teleskop v případě problémů navštívila opravná mise. Bude sdílet osud všech vzdálených sond. Až mu dojde palivo, které potřebuje pro korektury letu a později pro korektury své dráhy kolem bodu L2, bude odsouzen k nicnedělání. 

JWST bude muset být chlazen na velice nízkou teplotu (kolem 15 Kelvinů), aby nebyla astronomická pozorování rušena jeho vlastními emisemi infračerveného (tepelného) záření. Použije se k tomu tepelná pumpa. Pokud by chlazení časem selhalo, bude to pak samozřejmě také znamenat snížení životnosti teleskopu. 

Celková životnost se JWST by měla být kolem 10 roků. Respektive na takovou dobu stačí palivo pro jeho motory. Dokonce ani pobyt nedaleko bodu L2 se totiž neobejde bez občasných malých změn a korektur dráhy.  

Srovnání s Hubbleovým teleskopem 

Teleskop Jamese Webba (JWST) bude důstojným nástupcem Hubbleova teleskopu (HST). Bude větší a výkonnější. Můžeme se těšit na ostřejší snímky vzdáleného vesmíru. Jeho primární zrcadlo, pozlacený beryliový reflektor o průměru 6,5 m, má plochu více než šestkrát větší než zrcadlo HST. 

Přesto má mít jen přibližně polovinu hmotnosti svého předchůdce. JWST má celkovou hmotnost 6200 kg, zatímco HST váží kolem 11600 kg. 

Také nároky na technologii jsou trochu jiné. Většina přístrojů na palubě JWST vyžaduje chlazení na teplotu kolem 39 K. Jeden z nich bude pracovat dokonce při 7 K. Hned na první pohled vás tedy upoutá jeho pětivrstvá sluneční clona o velikosti tenisového kurtu. Bude se starat o to, aby se teleskop nezahříval od Slunce. 

Něco podobného samozřejmě u HST chybí. 

Zrcadlo Hubbleova teleskopu je pevné a chrání ho kovový tubus. Muselo se totiž vejít do transportního prostoru u raketoplánu, který jej vynesl na oběžnou dráhu. 

Dalekohled Jamese Webba a jeho daleko větší zrcadlo by se už do žádné rakety nevešlo. Je tedy zkonstruován tak, že start absolvuje ve složeném stavu, podobně jako motýl, který dozrává ve své kukle. A stejně jako motýl krátce po vylíhnutí rozvine svá křídla, bude se teleskop poté, co ho raketa Ariane 5 vynese na oběžnou dráhu, pomalu rozkládat do svého pracovního stavu.

To mu bude trvat více než 14 dní, což ale není problém. Svého místa určení v bodě L2 (viz minulý blog) dosáhne stejně až zhruba po měsíci. 

Start JWST

Start nového teleskopu se několikrát odkládal kvůli technickým problémům. To není ani příliš překvapivé, stává se to u podobných projektů dost často. 

Zatím poslední zpoždění, které by mělo trvat naštěstí jen pár týdnů, jde ovšem na konto rakety, která ho má na podzim vynést na oběžnou dráhu. 

Ariane 5 je všeobecně považována za jednu z nejspolehlivějších raket, jaké má lidstvo k dispozici. Poslední fatální start se konal v roce 2002. V poslední době ale prý měla problémy s oddělením kapotáže při vypouštění satelitů. Oprava závady bude trvat jen několik týdnů, start teleskopu se tedy odkládá z konce října na listopad 2021. 

Naštěstí to není pro misi samotnou problém. Na rozdíl od sond, které mají například navštívit vzdálené planety Sluneční soustavy. Ty jsou odkázané na tzv. startovní okno, dobu, kdy vzájemné polohy planet dovolí co nejkratší cestu. Planeta totiž na sondu nepočká a obíhá kolem Slunce ve svém vlastním rytmu - stejně jako Země. 

Bod L2 je z principu věci k dispozici neustále. Jeho poloha se prakticky nemění - JWST tedy může startovat kdykoliv mu to umožní pozemní kapacity a technologie. 

Zdroje: https://spacenews.com/ariane-5-issue-could-delay-jwst/