Dodano: 09 czerwiec 2022r.

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba trafiony mikrometeoroidem

Warty 10 miliardów dolarów Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba został uderzony mikrometeoroidem w jeden z segmentów zwierciadła głównego. Jednak nie ma powodów do paniki. Inżynierowie z NASA twierdzą, że uderzenie nie zakłóci misji teleskopu. Po wstępnych ocenach zespół stwierdził, że teleskop nadal działa na poziomie, który przekracza wszystkie wymagania misji i obserwatorium jest w pełni zdolne do prowadzenia badań naukowych, do których zostało zaprojektowane.

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba trafiony mikrometeoroidem

 

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) został wyniesiony w przestrzeń kosmiczną pod koniec lipca 2021 roku. W styczniu 2022 roku osiągnął miejsce docelowe na orbicie wokół drugiego punktu Lagrange'a, oddalonego o około 1,5 miliona kilometrów od naszej planety. Przez ten czas zespół inżynierów z NASA przygotowywał obserwatorium do rozpoczęcia operacji naukowych. Naukowcy rozwinęli osłonę przeciwsłoneczną i rozłożyli i dopasowali do siebie 18 pokrytych złotem berylowych sześciokątnych paneli zwierciadła głównego.

Uderzenie mikrometeoroidem

To właśnie jeden z elementów zwierciadła głównego został trafiony mikrometeoroidem. Uderzenia mikrometeoroidów są nieuniknionym aspektem każdej misji kosmicznej. Układ Słoneczny jest pełen takich małych okruszków skalnych, w większości wielkości ziarenka pyłu, zatem uderzeń należało się spodziewać.

Lustra zostały zaprojektowane tak, aby wytrzymać niewielkie zderzenia. Zostały też przetestowane na taką okoliczność przed wystrzeleniem obserwatorium w kosmos. Jednak mikrometeoroid, który trafił w teleskop, był większy niż wszystko, co zespół NASA testował na Ziemi, a ponieważ nie był częścią deszczu meteorów, nikt tego nie przewidział. To uderzenie jest obecnie uważane za nieuniknione zdarzenie losowe.

JWST, tak jak Międzynarodowa Stacja Kosmiczna, ma możliwość wykonywania różnorakich manewrów, by uniknąć kosmicznego śmieci. Gdyby malutki kawałek skały został wcześniej zlokalizowany, operatorzy teleskopu byliby w stanie obrócić go, aby uniknąć bezpośredniego uderzenia.

Cztery wcześniejsze trafienia

Lee Feinberg z NASA Goddard Space Flight Center przyznał, że od momentu startu JWST został trafiony cztery razy mikrometeoroidami. Jednak ich rozmiar był mniejszy, zgodny z tym, co było testowane jeszcze na Ziemi. - Ten ostatni był większy niż zakładały nasze prognozy – podkreślił Feinberg.

NASA przyznało w komunikacie, że uderzenie nie będzie obojętne dla Webba. Usterka, choć niewielka, jest na tyle znacząca, że można ją wykryć w danych, jednak zespół inżynierów stwierdził, że przyszłe obrazy z JWST nie ulegną zbyt dużej degradacji. Na razie teleskop osiąga wyniki znacznie lepsze od tego, czego się spodziewano, a to w zupełności wystarczy do przeprowadzenia planowanych obserwacji naukowych, w tym obserwacji wczesnego Wszechświata i pierwszych galaktyk.

„Zawsze wiedzieliśmy, że Webb będzie musiał przetrwać warunki kosmiczne, które obejmują ostre światło ultrafioletowe i naładowane cząstki ze Słońca, promienie kosmiczne z egzotycznych źródeł w galaktyce i sporadyczne uderzenia mikrometeoroidów w naszym Układzie Słonecznym – powiedział Paul Geithner z NASA Goddard Space Flight Center. - Zaprojektowaliśmy i zbudowaliśmy Webba z marginesem wydajności — optycznym, termicznym, elektrycznym, mechanicznym — aby upewnić się, że może on wykonywać swoją misję naukową przez wiele lat obecności w kosmosie – dodał.

Korekta

Ponadto zdolność JWST do wykrywania i dostosowywania pozycji luster umożliwia częściową korektę skutków uderzeń. Regulując położenie uderzonego segmentu, inżynierowie mogą wyeliminować część zniekształceń. Minimalizuje to efekt uderzeń, chociaż nie można w ten sposób zniwelować ich większej ilości. Inżynierowie wykonali właśnie pierwszą taką korektę dla uderzonego segmentu C3. Dodatkowo planowane są dalsze korekty, by dostroić element do całości. Kroki te będą powtarzane w razie potrzeby w odpowiedzi na ewentualne przyszłe uderzenia.

Uderzenie miało miejsce między 23 a 25 maja. Obecnie trwają szczegółowe analizy i pomiary. W wyniku tego uderzenia powołano wyspecjalizowany zespół inżynierów, który szuka sposobów na złagodzenie skutków kolejnych uderzeń mikrometeoroidów. Co ważne, uderzenie nie spowodowało żadnych zmian w harmonogramie operacji Webba. Zespół zarządzający misją przygotowuje się obecnie do opublikowania pierwszych obrazów Webba i rozpoczęcia operacji naukowych.

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba

JWST skupi się na obserwacji Wszechświata w podczerwieni. To pozwoli mu zajrzeć do najdalszych zakątków Wszechświata, ale wymaga również pracy w ekstremalnie niskich temperaturach. Wszystko po to, aby sprzęt mógł wykryć słabe sygnały ciepła pochodzące z odległego kosmosu. Osłona przeciwsłoneczna Webba ma kluczowe znaczenie dla osiągnięcia takich temperatur.

Dzięki obserwacji w podczerwieni, teleskop Webba będzie w stanie spojrzeć znacznie dalej w głąb początków Wszechświata i jednych z pierwszych gwiazd i galaktyk, w momencie, kiedy wciąż się tworzyły, około 200 mln lat po Wielkim Wybuchu. Pozwoli to w lepszy sposób zrozumieć ewolucję Wszechświata, a także m.in. proces tworzenia się gwiazd. Ale to tylko jedna z rzeczy, która ekscytuje naukowców. Inna to możliwość dokładniejszego zbadania atmosfer egzoplanet, czyli planet poza Układem Słonecznym - przede wszystkim pod kątem potencjału do istnienia tam życia.

Teleskop pozwoli też m.in. lepiej zrozumieć jedne z najbardziej zagadkowych koncepcji w nauce, m.in. charakter tzw. ciemnej materii - hipotetycznej, "niewidzialnej" materii, która stanowi większość masy Wszechświata, a także ciemnej energii, która według naukowców odpowiada za przyspieszające tempo rozszerzania się Wszechświata.

 

Źródło: NASA Goddard, fot. NASA GSFC/CIL/Adriana Manrique Gutierrez