NASA: lla on suuria toiveita James Webb -avarusteleskooppista, joka valmistui rakennuksensa kylmästä vaiheesta marraskuun 2016 lopulla. 20 vuoden suunnittelun ja rakentamisen tuloksena tämä teleskooppi nähdään Hubblen luonnollisena seuraajana. Kun se on otettu käyttöön lokakuussa 2018, se käyttää 6,5 metrin (21 jalkaa 4 tuumaa) ensiöpeiliä tutkimaan maailmankaikkeutta näkyvissä, lähellä infrapuna- ja keski-infrapuna-aallonpituuksissa.
JWST on sata kertaa tehokkaampi kuin edeltäjänsä, ja se pystyy katsomaan yli 13 miljardia vuotta ajoissa. Telekopin valmistumisen kunniaksi Northrop Grumman - NASA: n teettämä yritys sen rakentamiseksi - ja Crazy Boat Pictures ryhmittyivät tuottamaan siitä lyhytelokuvan. Videon otsikko on ”Into the Unknown - NASA: n James Webbin avaruusteleskoopin tarina”, joka kuvaa projektia alusta alkaen loppuun saakka.
Elokuva (jonka voit katsoa sivun alareunassa) näyttää kaukoputkien suurten peilien rakenteen, instrumenttipaketin ja rungon. Se sisältää myös keskustelut osallistuvien tutkijoiden ja insinöörien kanssa sekä upeita visioita. Luomisprosessin yksityiskohtaisen kuvauksen lisäksi elokuva tutkii myös kaukoputken tehtävää ja kaikkia kosmologisia kysymyksiä, joita se käsittelee.
Elokuva osoittaa kunnioituksensa Hubble-avaruusteleskoopille ja sen monille saavutuksille, kun hän käsittelee James Webbin tehtävän luonnetta. Se on paljastanut 26 toimintavuotensa aikana aurorat, supernovat ja löytänyt miljardeja tähtiä, galakseja ja eksoplaneetteja, joista joidenkin osoitettiin kiertävän tähtien vastaavissa asumisvyöhykkeissä.
Tämän lisäksi Hubblella määritettiin maailmankaikkeuden ikä (13,8 miljardia vuotta) ja se vahvisti supermassiivisen mustan aukon (SMBH) eli aka. Sagitarrius A * - galaksin keskipisteessä, puhumattakaan monista muista. Sen tehtävänä oli myös mitata nopeus, jolla maailmankaikkeus kasvaa - toisin sanoen Hubble-vakion mittaaminen.
Tällä oli ratkaiseva rooli autettaessa tutkijoita kehittämään pimeän energian teoriaa, joka on yksi syvimmistä löytöistä, koska Edwin Hubble (teleskoopin nimekaima) ehdotti, että maailmankaikkeus on laajentumisen tilassa jo vuonna 1929. Joten on sanomattakin selvää, että Hubble-avaruusteleskoopin käyttöönotto johti modernin tähtitieteen suurimpiin löytöihin.
Hubble on kuitenkin edelleen rajoitusten alainen, jonka tähtitieteilijät toivovat nyt siirtyvän ohi. Ensinnäkin sen instrumentit eivät pysty poimimaan kaikkein kauimpana olevia (ja siten kaikkein himmeimpiä) galakseja maailmankaikkeudessa, jotka ovat vain muutaman sadan miljoonan vuoden kuluttua isosta räjähdyksestä. Jopa ”The Deep Fields” -aloitteen myötä, Hubble rajoittuu edelleen näkemykseen noin puoli miljardia vuotta Ison räjähdyksen jälkeen.
Kuten James Webbin teleskoopin projekti-tutkija tohtori John Mather kertoi Space Magazine -lehdelle sähköpostitse:
”Hubble osoitti meille, ettemme voineet nähdä ensimmäisiä galakseja syntymästä, koska ne ovat liian kaukana, liian heikkoja ja liian punaisia. JWST on isompi, kylmempi ja tarkkailee infrapunavaloa nähdäkseen nämä ensimmäiset galaksit. Hubble osoitti meille, että melkein jokaisessa galaksissa on musta aukko. JWST näyttää taaksepäin ajassa kuin mahdollista nähdäksesi milloin ja miten se tapahtui: muodosti galaksi mustan aukon vai kasvatko galaksi aiemmin olemassa olevan mustan aukon ympärillä? Hubble osoitti meille suuria hehkuvan kaasun ja pölyn pilviä, missä tähtiä syntyy. JWST etsii pölypilvien läpi nähdäkseen tähdet itse niiden muodostuessa pilveen. Hubble osoitti meille, että voimme nähdä joitain planeettoja muiden tähtijen ympärillä ja että voimme saada kemiallista tietoa muista planeetoista, jotka sattuvat kulkemaan suoraan heidän tähtensä edessä. JWST laajentaa tämän pidemmälle aallonpituudelle isommalla kaukoputkella, jolla on mahdollisuus havaita vesi supermaapallon eksoplaneetalla. Hubble näytti meille yksityiskohdat lähellä kotia sijaitsevista planeetoista ja asteroideista. JWST antaa tarkemman kuvan, vaikka on kuitenkin parempi lähettää vieraileva robotti, jos pystymme. "
Pohjimmiltaan JWST pystyy näkemään kauempana noin 100 miljoonaan vuoteen Ison räjähdyksen jälkeen, kun ensimmäiset tähdet ja galaksit syntyivät. Se on myös suunniteltu toimimaan L2 Lagrange -pisteessä, kauempana maapallosta kuin Hubble - joka on suunniteltu pysymään maapallon kiertoradalla. Tämä tarkoittaa, että JWST altistuu vähemmän maapallon ja Kuun lämpö- ja optisille häiriöille, mutta tekee siitä myös vaikeamman huollon.
Paljon suuremmalla segmentoidun peilinsarjansa avulla se tarkkailee maailmankaikkeutta, kun se vangitsee valoa ensimmäisistä galakseista ja tähtiistä. Sen erittäin herkkä optiikkakokonaisuus pystyy myös keräämään tietoja pitkän aallonpituuden (oranssi-punainen) ja infrapuna-aallonpituuksilla entistä tarkemmin, mittaamaan etäisten galaksien punasiirtymät ja auttamaan jopa aurinkoisten planeettojen metsästyksessä.
Kun tärkeimpien komponenttien kokoonpano on nyt valmis, kaukoputki vie seuraavat kaksi vuotta kokeisiin ennen sen suunniteltua aloituspäivää lokakuussa 2018. Niihin sisältyy stressitestejä, jotka kohdistavat kaukoputkeen voimakkaan tärinän, äänen ja g voimat (kymmenen kertaa maapallon normaali), jotka se kokee Ariane 5 raketti, joka vie sen avaruuteen.
Kuusi kuukautta ennen sen käyttöönottoa NASA aikoo myös lähettää JWST: n Johnson-avaruuskeskukseen, missä se altistuu sellaisille olosuhteille, joita se kokee avaruudessa. Se koostuu tutkijoista, jotka sijoittavat kaukoputken kammioon, jossa lämpötilat lasketaan 53 K: seen (-220 ° C; -370 ° F), mikä simuloi sen toimintaolosuhteita L2 Lagrange -pisteessä.
Kun kaikki tämä on valmis ja JWST tarkistaa, se käynnistetään aluksella Ariane 5 rakettina Arianespace'n ELA-3-laukaisupohjalta Ranskan Guayanassa. Ja Hubblesta saatujen kokemusten ja päivitettyjen algoritmien ansiosta kaukoputki keskittyy ja kerää tietoa pian sen käynnistämisen jälkeen. Ja kuten tohtori Mather selitti, suuria kosmologisia kysymyksiä, joihin sen odotetaan kohdistuvan, on useita:
”Mistä me tulimme? Big Bang antoi meille vetyä ja helium levisi melkein tasaisesti kaikkialle maailmankaikkeuteen. Mutta jokin, oletettavasti painovoima, pysäytti materiaalin laajenemisen ja muutti siitä galakseja ja tähtiä sekä mustia aukkoja. JWST tarkastelee kaikkia näitä prosesseja: miten ensimmäiset valoisat esineet muodostuivat, ja mitkä ne olivat? Kuinka ja missä mustat aukot muodostuivat, ja mitä ne tekivät kasvaville galakseille? Kuinka galaksit ryhmittyivät toisiinsa ja kuinka Linnunradan kaltaiset galaksit kasvattivat ja kehittivät kaunista kierteellistä rakennettaan? Missä on kosminen pimeä aine ja miten se vaikuttaa tavallisiin aineisiin? Kuinka paljon tummaa energiaa on siellä ja kuinka se muuttuu ajan myötä? "
Sanomattakin on selvää, että NASA ja tähtitieteellinen yhteisö ovat hyvin innoissaan siitä, että James Webbin teleskooppi on valmis rakennettu, eivätkä voi odottaa, kunnes se otetaan käyttöön ja alkaa lähettää takaisin tietoja. Voidaan vain kuvitella, millaisia asioita se näkee syvällä kosmisessa kentässä. Mutta sillä välin, muista tutustua elokuvaan ja nähdä miten nämä kaikki vaivat tulivat yhteen:
