On ollut pitkä ja mutkikas tie saada James Webb -avaruusteleskooppi ideasta todellisuuteen. Ja lopuksi, vuosikymmeniä kestäneen suunnittelun, työn, viivästysten ja kustannusten ylityksen jälkeen, seuraavan sukupolven avaruusteleskoopit ovat vihdoin valmiita laukaisuun. Mutta jopa nyt, kun teleskooppi saattaa matkustaa salaa rahtilaivalla Euroopan avaruusjärjestön (ESA) laukaisupaikalle Ranskan Guyanassa, kaikki JWST-projektissa mukana olevat tietävät, että onnistunut laukaisu ei ole lopullinen voitto.
Todellisuudessa julkaisun jälkeen alkaa todellinen kynsien pureskelu. Vaikka Mars-kulkijaryhmät käyvät läpi 'Seitsemän minuuttia terroria' Laskeutuakseen avaruusaluksensa Punaiselle planeetalle JWST-tiimeillä on yli 30 päivää tuskallista, hidastettua kauhua, kun kaukoputki lähtee kuukauden mittaiselle, 1,5 miljoonan kilometrin (miljoonan mailin) matkalle. toinen Lagrange-piste (L2).
Ja koko ajan JWST kehittyy haluttuun kokoonpanoonsa, yli 40 erilaisten järjestelmien tärkeimmällä käyttöönotolla, jotka tarvitsevat satoja toimilaitteita laukaisu- ja pitomekanismien vapauttamiseen, sekä kaapeleita kelaamiseen, liitoksia toimiakseen ja sähköjärjestelmiä aktivoidakseen. .
Kaiken on toimittava täydellisesti 30 peräkkäisen päivän aikana tehtävää varten, ja kaikki tapahtuu avaruuden peräänantamattomassa ympäristössä kaukoputken kanssa yksinään. Ei vain ole 30 päivää kauhua, vaan voi myös olla 30 unetonta yötä kaikille osapuolille.
Taiteilijan käsitys James Webb Spacesta TJaleskooppi. Kiitos: NASA
Tietenkin kaikki alkaa laukaisusta, kauhusta sinänsä.
'Asetamme tämän uskomattoman arvokkaan resurssin hallitun räjähdyksen päälle', sanoi Heidi Hammel, monitieteinen tutkija ja astronomian yliopistojen liiton varapuheenjohtaja. 'Se on pelottavaa, mutta rakettitiedettä on mitä se on. On valtava helpotuksen huokaus onnistuneesta julkaisusta.'
Jos kaikki menee hyvin, käyttöönoton jännitys/terrori alkaa noin 30 minuutin kuluttua lennosta. Ariane 5 -raketti antaa työntövoiman noin 26 minuuttia ja lähettää JWST:n matkallaan noin 10 400 kilometriä. Toisen vaiheen katkaisun jälkeen Webb erottaa irti Ariane 5:n toisesta vaiheesta.
'Tämä laukaisee aurinkopaneelit käynnistymään 30 minuutin kuluttua laukaisusta', sanoi Massimo Stiavelli, Webbin lähetystoimiston johtaja Space Telescope Science Institutessa (STScI). ”Tämä on erittäin tärkeää, koska tarvitsemme voimaa. Mutta tämä on vasta ensimmäinen monista tärkeistä käyttöönotoista matkalla L2:een.'
Seuraava tapahtuma on se, mikä pitää Stiavellin yöllä. Vaikka Ariane asettaa JWST:n suoralle reitille L2:een kiertämättä ensin Maata, tärkeä potkurin laukaisu varmistaa, että kaukoputki on suunnattu täsmälleen oikeaan suuntaan.
'Meidän on käynnistettävä observatorion rakettimoottori, jotta voimme viedä meidät kohti L2:n haluttua kiertorataa', hän sanoi. 'Mid Course Correction 1 (MCC1) voisi tapahtua noin 12,5 tuntia laukaisun jälkeen. Tämä on tehtävän tärkein palo.'
'JWST:n on mentävä kiertoradalle L2:lla, niin tehtävä on suunniteltu', Hammel sanoi. 'Jos potkurit eivät ammu päästäkseen meidät perille, tehtävä jatkuu.'
Puskurin laukaisun jälkeen on toinen tärkeä hetki, suuren vahvistuksen antennin vapauttaminen ja käyttöönotto teleskooppiviestintää varten ja kaiken tärkeän tieteellisen tiedon lähettämiseksi takaisin Maahan.
Webbin ensimmäisen avaruusviikon aikana tehdään toinen lentoradan korjausoperaatio, jonka jälkeen tulee sarja suuria käyttöönottoja, joissa tarvitaan lähes 200 toimilaitetta, jotta voidaan valmistautua JWST:n aurinkosuojan avautumiseen. Tämä sisältää puomien pidentymisen ja patterien vapautumisen ja laukeamisen.
Testin aikana insinöörit ja teknikot käyttivät James Webb Space Telescopes aurinkosuojan kaikki viisi kerrosta. Kuvan ansiot: NASA/Chris Gunn
Tästä alkaa todellinen kynsien pureskelu. Itse tenniskentän kokoinen aurinkosuoja vaatii yli 150 laukaisumekanismia, jotta se laukeaa oikein kolmen päivän aikana.
'Räjähtämättömien toimilaitteiden määrä voi aiheuttaa päänsärkyä, koska kaikkien on toimittava', sanoi Helmut Jenkner, STScI:n pitkäaikainen tutkija. 'Jopa yli 99,9 %:n luotettavuudella, jos se kerrotaan toimilaitteiden määrällä, saadaan aika hiuksia kohottava luku.'
Monimutkainen aurinkosuojan käyttöönotto sisältää noin 7 000 osaa, mukaan lukien 400 hihnapyörää, lukuisia kaapeleita ja kahdeksan moottoria. Aurinkosuojan käyttö on kuitenkin ratkaisevan tärkeää suojattaessa kaukoputkea kaikilta auringon, maan ja kuun lämmöltä tai valolta, jotta kaukoputken infrapunakomponentit pysyvät mahdollisimman kylminä. Tämä antaa JWST:lle mahdollisuuden havaita maailmankaikkeuden kaukaisten objektien heikkoja merkkejä. Teleskooppi ja tieteelliset instrumentit alkavat jäähtyä nopeasti aurinkosuojan varjossa, mutta kestää useita viikkoja, ennen kuin ne jäähtyvät kokonaan ja saavuttavat vakaat lämpötilat.
Toisen viikon aikana laukaisun jälkeen teleskooppi alkaa muotoutua, ensin toissijaisen peilin käyttöönoton myötä. Sitten tulee suuri hetki, kun JWST:n 6,5:n pääpeili alkaa avautua. 18 kullattua berylliumsegmenttiä avautuvat sivusiipistä alkaen. Sitten 132 pientä toimilaitetta työntää tai vetää jokaisen peilisegmentin mikronin tarkkuuteen, jolloin ensisijainen peili tarkentuu. Jälleen kaiken on toimittava täydellisesti.
Vaikka ensimmäinen kuukausi on käyttöönoton jännittävin vaihe, kestää kuusi kuukautta ennen kuin kaikki laitteet kytketään päälle, kalibroidaan ja otetaan käyttöön. Vasta sitten tiedemiehet näkevät 'ensimmäisen valon' kaukoputkesta.
'On olemassa lukemattomia tapoja, joilla asiat voivat mennä pieleen', Hammel myönsi. 'Mutta viimeisten 20 vuoden aikana ja varsinkin viimeisen 5 vuoden aikana olemme testanneet tätä kaukoputkea ja kaikkia järjestelmiä kaikin mahdollisin kuviteltavissa olevilla tavoilla: ravistelemalla, lämpökierroksella, asettamalla se nollapaineeseen. Olemme todella käyttäneet sitä saadaksemme selville kaikki pienet asiat, jotka voivat mennä pieleen ja varmistaneet, että olemme tehneet kaikkemme varmistaaksemme onnistuneen tehtävän.'
Lisätietoja JWST:stä osoitteessa tällä NASA-sivustolla , tai osoitteessa STScI:n verkkosivusto.