Il telescopio spaziale James Webb si sta avvicinando al giorno del lancio tanto atteso | notizie spaziali

Astronomi e scienziati potrebbero ricevere un regalo fuori dal mondo quest’anno. Mentre i bambini seguono la slitta di Babbo Natale nel suo viaggio intorno alla Terra, qualcos’altro è pronto per illuminare il cielo la vigilia di Natale: il tanto atteso lancio del James Webb Space Telescope (JWST).

Dopo quasi due decenni di sviluppo e circa sette ritardi di lancio, l’osservatorio spaziale è ora completamente rifornito e si trova nell’edificio dell’assemblaggio finale a Kourou, nella Guyana francese, in vista di un lancio programmato entro e non oltre il 24 dicembre.

Progettato per la prima volta 30 anni fa, il JWST è il più grande osservatorio spaziale mai costruito ed è spesso descritto come una delle sfide più grandi e audaci della NASA. Impegnando significative collaborazioni internazionali con l’Agenzia spaziale europea e l’Agenzia spaziale canadese – entrambe le agenzie forniscono strumenti scientifici chiave e l’Agenzia spaziale europea sta contribuendo con un veicolo di lancio chiamato Ariane 5 – JWST promette di rivoluzionare la nostra comprensione dell’universo attraverso un’esplorazione più profonda e più lontano che mai.

Sondare l’universo primordiale

Questo è uno dei motivi principali per cui JWST è considerato il successore dell’Hubble Space Telescope (HST), che ha fornito immagini straordinarie e distintive del nostro universo di 13,8 miliardi di anni per oltre 25 anni. Tuttavia, mentre gli occhi di Hubble vedono principalmente nella porzione da ultravioletto a visibile dello spettro elettromagnetico, JWST lo osserverà nelle lunghezze d’onda del vicino e medio infrarosso, che sono invisibili all’occhio umano.

JWST è il successore del telescopio spaziale Hubble, che ha fornito immagini straordinarie e straordinarie come questo universo di 13,8 miliardi di anni da oltre 25 anni. [File: NASA, ESA, Allison Loll/Jeff Hester/Arizona State University via AP]

Ciò gli consentirebbe di guardare quasi 200 milioni di anni dopo il Big Bang, quando iniziarono a formarsi le prime stelle e galassie. Questa è una parte importante ma misteriosa della storia cosmica. Si pensa che le prime stelle siano state enormi giganti fatte di solo idrogeno ed elio, che vivevano rapidamente e morivano giovani in incredibili supernovae. Queste esplosioni ad alta energia hanno creato gli elementi più pesanti che troviamo oggi nelle giovani stelle, incluso il nostro sole. Sono responsabili della nostra esistenza.

Il periodo della storia cosmica in cui l’universo è emerso dai secoli bui dopo essere stato avvolto da polvere e gas opachi per consentire alla luce di viaggiare più liberamente ci è ancora relativamente sconosciuto. Questa prima luce è stata spostata verso il rosso lungo i suoi viaggi attraverso lo spazio e il tempo, allungandosi e diventando più debole – e per vederla abbiamo bisogno di potenti strumenti a infrarossi.

Scienza del sistema solare

Mentre l’universo primordiale è al centro degli obiettivi scientifici di JWST, Naomi Roe Gurney, una scienziata planetaria presso il Goddard Space Flight Center della NASA, ha spiegato che guarderà anche da vicino. “C’è un’intera sezione dedicata alla scienza del sistema solare, che guarda a tutto, da Marte all’esterno, oltre a pianeti nani, comete, asteroidi e gli anelli di tutti i sistemi e tutte le lune”, ha detto ad Al Jazeera.

Roe Journey è particolarmente entusiasta dello studio dei nostri giganti di ghiaccio, Urano e Nettuno, attualmente previsto per l’estate 2022, soprattutto perché potrebbe fungere da trampolino di lancio per garantire finanziamenti per future missioni sui due pianeti. Informazioni da [the telescope] E Spitzer ha anche mostrato un comportamento dinamico davvero inaspettato su Urano e non abbiamo idea del perché. “L’unico modo in cui possiamo rispondere a queste domande è utilizzare l’energia e le capacità a infrarossi di James Webb, e sarà davvero importante per pianificare la scienza che vogliamo fare”.

Specchio creativo dell’alveare

Basta guardare le foto dell’Osservatorio spaziale per capire immediatamente perché è diventato un gioco e anche perché ha attraversato decenni di sviluppo. La caratteristica più sorprendente è lo specchio primario di 6,5 metri, che gli dà più di sei volte l’area di raccolta della luce rispetto all’HST. Non solo è forte; È anche una notevole impresa di ingegneria, in quanto consiste di 18 pezzi di berillio placcati in oro regolabili individualmente che formano una struttura a nido d’ape dorata che si piega su se stessa per adattarsi all’Ariane 5.

JWST attende fuori dalla grande camera a vuoto termico della NASA, nota come Camera A, per sottoporsi a test di raffreddamento [Courtesy NASA/Chris Gunn]

Catturato dalla testa ai piedi dal fotografo residente ufficiale Chris Gunn, JWST è il suo iconico ritratto a nido d’ape che senza dubbio risuonerà negli anni a venire. Ricordando un momento particolarmente teso in cui le coperture sono state rimosse dalle parti, Gunn ha fornito un’idea della precisione con cui sono state costruite.

“Era molto silenzioso, si sentiva lo spillo, perché i tecnici dovevano chiamarsi a vicenda”, ha detto ad Al Jazeera. “C’erano dozzine di persone che guardavano in silenzio e poi sono scoppiati gli applausi quando è stato completato”.

La parte ottica del telescopio si trova insieme all’altra metà, nota collettivamente come Integrated Science Instrument Module e ospita strumenti scientifici altamente sensibili che analizzeranno la luce catturata.

Per rilevare le deboli tracce di infrarossi, il misuratore JWST deve rimanere a temperature estremamente basse di appena quattro gradi sopra lo zero assoluto, dove nulla si muove. Sono stati installati anche radiatori di raffreddamento e un enorme schermo solare a cinque strati delle dimensioni di un campo da tennis per impedire l’interferenza di fonti di calore indesiderate (incluso lo stesso JWST). Con la Terra che rilascia anche calore a infrarossi, JWST sarà situato a 1,5 km di distanza, in un punto noto come Lagrange L2.

Sfide tecniche

La posizione remota di JWST nello spazio ha presentato un’altra sfida al team della missione: sarebbe stata troppo lontana per una riparazione umana o una missione di servizio simile a Hubble. Quindi, mentre i numerosi ritardi, le battute d’arresto del lancio e l’aumento dei costi (che si prevede raggiungeranno i 10 miliardi di dollari) hanno sollevato le sopracciglia e messo alla prova la pazienza all’esterno, il team di missione all’interno ha visto un tempo di sviluppo esteso come perfettamente normale quando si ha a che fare con una tecnologia innovativa e complessa . . Una volta avviato JWST, non ci saranno seconde possibilità.

“Le cose accadono sempre quando si costruisce un veicolo spaziale, specialmente in una missione unica che non è mai stata vista prima”, ha detto ad Al Jazeera Paul Geithner, vice responsabile tecnico del progetto presso JWST. “Lo sfortunato risultato è che aggiunge tempo e costi, ma è per questo che testiamo ampiamente sulla Terra in modo da poter rilevare tutto ciò che potrebbe andare storto prima di lanciarci nello spazio”.

Gli scienziati circondano una replica a grandezza naturale della crema solare a cinque strati del JWST, che è la parte più grande dell’osservatorio. [Courtesy NASA/Chris Gunn]

Jan ha aggiunto: “Non pensavo che ci sarebbe voluto così tanto tempo, ma essendo nel mezzo del processo, capisci perché. All’interno, il team aveva una dedizione incrollabile nel portare a termine Webb. Non credo che lo vedessero come battute d’arresto, ma semplicemente Un riconoscimento che hanno bisogno di più tempo per finire il test.

E mentre c’erano ostacoli lungo questa lunga strada, nel 2020, durante una pandemia globale, JWST ha superato ogni test individualmente, aprendo la strada al decollo. Nell’ottobre 2021, è stato spedito al suo sito di lancio in Europa a Kourou, nella Guyana francese. Lì ha subito gli ultimi preparativi prima di essere caricato su Ariane 5. Un giorno prima del lancio, sarà srotolato sulla rampa di lancio e il lancio impiegherà circa mezz’ora dal trampolino. Una volta nello spazio, JWST viaggerà nella sua posizione remota per sei mesi prima di iniziare a calibrare, rilevare e, infine, iniziare le sue osservazioni scientifiche.

fine del capitolo

Mentre il mondo finalmente osserva questa maestosa macchina, può evocare sentimenti contrastanti per le innumerevoli persone dietro di essa, molte delle quali hanno dedicato la loro intera carriera a questo compito. “Sarei sicuramente sollevato, ma penso che mancherà sicuramente qualcosa”, ha detto Gann. “Questo è stato il tipo di progetto di una vita. Può essere un po’ difficile filmare qualcos’altro per un po’ solo perché è stato un progetto così eccitante”.

“I bei tempi sono sempre stati i momenti umani”, ha detto Geithner. “Dopo tutto, mentre Webb è uno strumento scientifico ed è stata una sfida ingegneristica scoraggiante, Webb è in definitiva una storia umana”.

E non vediamo l’ora di vedere quali altri capitoli ci aiuti a scrivere.