Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb

Ο James Edwin Webb ήταν ο δεύτερος διευθυντής της NASA, αλλά ο πρώτος μη-αστρονόμος/αστροφυσικός του οποίο το όνομα χρησιμοποιείται για ένα διαστημικό τηλεσκόπιο!  

Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb πρόκειται να εκτοξευτεί στις 25 Δεκεμβρίου 2021 και να γίνει ένα Χριστουγεννιάτικο δώρο για όλη την αστρονομική κοινότητα και την επιστήμη γενικότερα! Είναι μια συνεργασία της Αμερικανικής NASA, Ευρωπαϊκής ESA και Καναδικής CSA. Η εκτόξευση θα γίνει από το ευρωπαϊκό διαστημικό κέντρο στη Γαλλική Γουιάνα και με χρήση ενός ευρωπαϊκού πυραύλου Ariane 5.

Είναι ένα κατοπτρικό τηλεσκόπιο που θα παρατηρεί στα υπέρυθρα μήκη κύματος (μη ορατή ακτινοβολία από το ανθρώπινο μάτι). Αρχικά το φως θα προσπίπτει στο πρωτεύον κάτοπτρο, από εκεί θα ανακλάται προς το δευτερεύον κάτοπτρο, το οποίο με τη σειρά του θα το οδηγεί προς τους ανιχνευτές και τα επιστημονικά όργανα του τηλεσκοπίου. Το πρωτεύον κάτοπτρο του είναι 5 φορές μεγαλύτερο από αυτό του Hubble. Θα είναι το μεγαλύτερο τηλεσκόπιο που έχουμε στείλει ποτέ στο διάστημα.

Η διάμετρος του πρωτεύοντος κατόπτρου είναι πολύ σημαντική, καθώς αυτή είναι που κάνει το τηλεσκόπιο τόσο ισχυρό ώστε να μπορέσει να παρατηρήσει τους πιο μακρινούς γαλαξίες. Όσο πιο μεγάλος ο καθρέφτης, τόσο πιο πολύ φως μπορεί να συλλέξει. Ταυτόχρονα, σημαντική είναι και η επιλογή του υλικού από το οποίο είναι κατασκευασμένο. Το κάτοπτρο αποτελείται από 18 εξάγωνα από επιχρυσωμένο βηρύλλιο. Το βηρύλλιο είναι ισχυρό και ελαφρύ. Μπορεί να διατηρήσει το σχήμα του σε μεγάλες μεταβολές της θερμοκρασίας. Είναι καλός αγωγός ηλεκτρισμού και θερμότητας, αλλά δεν είναι μαγνητικό υλικό.

Το James Webb θα ακολουθεί την τροχιά της Γης, περιφερόμενο γύρω από το σημείο Lagrange 2 (L2). Σε ένα σύστημα δύο σωμάτων (όπως για παράδειγμα Ήλιος-Γη), τα σημεία Lagrange είναι σημεία βαρυτικής ισορροπίας. Αν δηλαδή τοποθετηθεί εκεί ένας δορυφόρος, δε χρειάζεται κάποια άλλη ώθηση για να διατηρήσει τη θέση του. Το σημείο L2 είναι 4 φορές πιο μακριά από ότι η Σελήνη και το JWST αναμένεται να φτάσει εκεί έναν μήνα μετά από την εκτόξευση του. Η μεγάλη απόσταση στην οποία θα βρίσκεται, καθιστά αδύνατη ενδεχόμενη αποστολή επισκευής (όπως είχε γίνει στο Hubble). Αυτή ήταν και μία από τις βασικές αιτίες καθυστέρησης της εκτόξευσης του.

Η τροχιά του επιλέχθηκε έτσι ώστε το προστατευτικό του  κάλυμμα να λειτουργεί ως ασπίδα από τις ακτίνες και τη θερμότητα του Ηλίου, της Γης και της Σελήνης. Το μέγεθος του καλύμματος είναι περίπου όσο ένα γήπεδο τένις. Τα υπέρυθρα τηλεσκόπια πρέπει να λειτουργούν σε όσο το δυνατόν χαμηλότερες θερμοκρασίες. Τα κενά ανάμεσα στις 5 στρώσεις του καλύμματος λειτουργούν ως μονωτικά εμποδίζοντας τη θερμότητα να μεταφερθεί προς το κάτοπτρο και τα επιστημονικά όργανα. Έτσι, σε συνδυασμό με το σύστημα ψύξης, τα επιστημονικά όργανα του τηλεσκοπίου θα λειτουργούν σε θερμοκρασίες της τάξης των 6 βαθμών της κλίμακας Kelvin (περίπου -267 °C).

Το τηλεσκόπιο James Webb αναμένεται να φέρει επανάσταση στον τομέα της Αστρονομίας/Αστροφυσικής, παρατηρώντας το Σύμπαν στην εποχή που δημιουργήθηκαν οι πρώτοι γαλαξίες, συμβάλλοντας στην περαιτέρω κατανόηση του τρόπου δημιουργίας των υπερμαζικών μελανών οπών στον πυρήνα τους καθώς και βοηθώντας στη μελέτη της ζωής και εξέλιξης των άστρων και των πλανητών σε τροχιά γύρω από αυτά.

Αν και οι πρώτες παρατηρήσεις θα γίνουν ένα εξάμηνο μετά την εκτόξευση, αξίζει να σημειωθεί ότι πολλές προτάσεις παρατηρήσεων από Έλληνες αστρονόμους έχουν ήδη γίνει δεκτές για να διεκπεραιωθούν κατά τον πρώτο κύκλο παρατηρήσεων!