Nauka

Pred naučnicima je mjesec dana strepnje: Stotine stvari mogu poći po zlu i uništiti teleskop vrijedan 10 milijardi dolara

Do sada je prošao već niz osjetljivih procedura osim samog lansiranja, a slijedi novi niz još osjetljivijih faza

Svemirski teleskop James Webb poletio je na Božić iz europske svemirske luke u Francuskoj Gvajani i krenuo na svoje mjesec dana dugo putovanje do lagrangeove tačke L2, a mnogima koji su pratili lansiranje uživo, uključujući i brojne inženjere i naučnike koji rade na projektu, pobjegle su suze sreće i olakšanja kada se moćna Ariane 5 raketa uzdigla iznad atmosfere i odradila svoj posao sigurno i pouzdano, prenosi Jutarnji.

Nakon više godina odgađanja - Webb je prvotno trebao biti lansiran još 2013. - njegov konačni put u svemir predstavljao je iznimno olakšanje i sreću za sve nas, od astronoma do naučnika - novinara, koji su desetljećima nestrpljivo čekali početak njegovog putovanja. No, pred Webbom je još gotovo mjesec dana putovanja, i velik broj stvari koje mogu poći po zlu.

Pred Webbom je više od 300 mogućih "tačaka neuspjeha", a bilo koja pogreška mogla bi biti kobna po teleskop vrijedan 10 milijardi dolara, koji se gradio punih četvrt vijeka. Svi koji pozorno prate njegovo putovanje provest će sljedećih mjesec dana u strepnji, a inženjeri odgovorni za njegov rad mirno će spavati tek jednom kada će, sasvim ispravan, kružiti oko svojeg konačnog odredišta.

Osjetljive procedure

Do sada je prošao već niz osjetljivih procedura osim samog lansiranja - odvajanje od posljednjeg stadija rakete, otvaranje solarnih kolektora, prvi manevar paljenja vlastitih potisnika, te izvlačenje glavne antene za komunikaciju sa Zemljom, a sada slijedi još niz drugih osjetljivih poteza koji ga očekuju u danima koji nadolaze, no niti jedan od njih više nije strogo vremenski određen, već će se odviti prema procjenama kontrolora misije.

Danas ili najkasnije sutra priprema se drugi od planirana tri paljenja potisnika. Manevar MCC-1b je kraći period potiska prije nego što će teleskop započeti možda i najosjetljiviji dio svojeg rasklapanja - rastvaranje sunčevog štita.

Otprilike tri dana nakon lansiranja - najvjerojatnije sutra - Webb će započeti rasklapanje svojeg sunčevog štita. Radi se o izolacijskim plahtama, njih pet, izrađenim od posebnog materijala keptona i premazanim posebnom zaštitom, koje će se pobrinuti da radni dio teleskopa - ogledalo i njegovi osjetljivi instrumenti - ostanu u potpunoj sjeni od svjetla Sunca i Zemlje.

Ova je zaštita neophodna kako bi teleskop mogao "vidjeti" u infracrvenom spektru svjetlost, što je i njegova primarna svrha. Cijeli radni dio teleskopa koji će biti u sjeni sunčevog štita ohladit će se u narednih šest mjeseci na temperaturu od -223 stepena Celzija ili 50 Kelvina - samo 50 stepeni iznad apsolutne nule.

Infracrveno zračenje

Tri Webbova instrumenta koji promatraju blisko infracrveno zračenje imat će radnu temperaturu od tek 39 Kelvina, uz pomoć pasivnog hlađenja unutar teleskopa, dok će instrument za infracrveno svjetlo srednjeg raspona (MIRI) raditi na 7 Kelvina - samo 7 stepeni iznad apsolutne nule - uz pomoć helijske rashladne cijevi.

Niti jedan od tih četiri instrumenata neće nikad vidjeti ništa ako se sunčev štit ne rastvori kako je planirano stoga će kontrolori leta sljedećih sedmicu dana gristi nokte dok ne dobiju konačnu potvrdu o uspjehu ove operacije.

Štit, koji će u konačnici nalikovati papirnatom zmaju, počet će s rasklapanjem sutra, kada će se prednja paleta sa štitom spustiti u svoju konačnu poziciju. Nakon što je potvrđeno uspješno rasklapanje prednje palete, kontrolori misije naložit će Webbu da rasklopi i stražnju.

Četiri dana nakon lansiranja, najvjerojatnije prekosutra, cijeli će se radni dio teleskopa uzdići od svojeg podnožja uz pomoć pomičnog tornja na kojem je montiran.

Pet dana nakon lansiranja oslobodit će se stražnje zakrilce - manevarska površina čija je svrha umanjiti djelovanje pritiska sunčeve svjetlosti na sunčev štit. Iako se radi o majušnom potisku, veliki reflektivni štit istovremeno djeluje i kao solarno jedro, te pogurava cijeli teleskop. Zakrilca će umanjiti tu silu i omogućiti teleskopu da troši manje goriva - faktora koji mu najviše ograničava vijek trajanja. Nešto kasnije istog dana, najvjerojatnije u četvrtak, rastvorit će se zaštitne prekrivke sa sunčevog štita.

Šest dana nakon lansiranja trebao bi se izdužiti lijevi jarbol između prednjeg i stražnjeg dijela sunčevog štita. Jednom kada je ova operacija, koju se izvodi elektromotorima, uspješno završena, krenut će se i s izduživanjem jarbola na desnoj strani, čime će biti završen "kostur" nosača sunčevog štita.

Napinjanje svih slojeva

Sedmi dan nakon lansiranja, teleskop će započeti s napinjanjem svih pet slojeva sunčevog štita. Prva dva sloja, ona koja će biti okrenuta najbliže suncu i koji će se nositi s temperaturom od oko 80 stepeni Celzija, debela su 0,05 milimetara. Preostala tri sloja upola su tanja, tek 0,025 milimetara. Osmog dana bi napinjanje slojeva sunčevog štita trebalo biti završeno i potvrđeno.

Deset dana nakon lansiranja, oko 4.1. iduće godine, počinje rastvaranje sekundarnog ogledala, zaduženog za fokusiranje prikupljene svjetlosti s glavnog ogledala na leće instrumenata, te bi istog dana trebalo biti i završeno. Ako sekundarno ogledalo nije savršeno precizno namješteno, cijeli teleskop neće moći raditi.

Jedanaest dana nakon lansiranja rastvara se stražnji radijator za instrumente - površina koja pasivno hladi višak topline kojeg će sustavi za hlađenje odvoditi s osjetljivih instrumenata. Ukoliko se ne rastvori kako bi trebao, biti će nemoguće instrumente održati dovoljno hladnim da bi ispravno radili.

Dvanaest dana nakon lansiranja, oko 6.1. iduće godine, kreće rasklapanje primarnog ogledala. Prvo će se rasklopiti lijeva strana ogledala, s tri od ukupno 18 heksagonalnih segmenata primarnog ogledala. Sljedeći dan, rasklapa se desna strana ogledala. Berilijsko ogledalo premazano tankim slojem zlata opremljeno je mikromotorima koji svaki od 18 segmenata može precizno namještati kako bi zadržalo fokus.

Trinaest dana nakon lansiranja, ako sve pođe po planu, Webb će biti u potpunosti rasklopljen i spreman za rad... još mu jedino prostate testirati sve motore primarnog ogledala i svih segmenata, stići na zadanu lokaciju, i ohladiti se na potrebnu temperaturu.

Parkirna orbita

Gotovo mjesec dana nakon lansiranja, preciznije 29 dana, Webb će ponovno aktivirati svoje primarne potisnike kako bi ušao u "parkirnu" orbitu oko Lagrangeove tačke L2. Radi se o poziciji na kojoj se gravitacijski utjecaji Zemlje i Sunca preklapaju na takav način da predmet poput Webba može držati tu poziciju uz minimalnu potrošnju goriva za manevriranje. Na toj lokaciji, Zemlja će štititi Webb od većine Sunčevih zraka, čime će teleskopu biti lakše ostati hladan.

Ukoliko i posljednji manevar prođe po planu, i Webb se ispravno namjesti u takozvanu "aureola" orbitu oko L2, preostaje još šest mjeseci hlađenja, tokom kojih će kontrolori leta i inženjeri na Zemlji testirati i kalibrirati njegove instrumente i pripremati ga za rad. Prve "fotografije" s Webba trebale bi pristići na ljeto sljedeće godine.