Teleskop Jamese Webba - update 6. 1. 2022

Kde se dnes nachází vesmírný teleskop Jamese Webba a co se s ním děje? Jak proběhl start a které úkony ho ještě čekají? (délka blogu 8 min.) 

Start

Vesmírný teleskop Jamese Webba odstartoval v sobotu 25.12. 2021 na raketě Ariane 5 z evropského kosmodromu ve Francouzské Guyaně. 

Ariane 5 patří k těm nejspolehlivějším raketám, jaké kdy mělo lidstvo k dispozici. Případy, kdy byla neúspěšná, se dají spočítat na prstech jedné ruky. Kromě prvního startu si připsala do životopisu jen jeden další neúspěch a tři dílčí neúspěchy. Mezi 11. prosincem 2002 a 25. lednem 2018 se vydařily všechny její starty. Není divu, že si vědci vybrali pro start teleskopu právě ji. Vždyť jeho sestrojení stálo daňové poplatníky kolem 10 miliard dolarů a zaměstnávalo kolem 10 000 vědců po dobu 10 let. 

Pozemní týmy začaly přijímat telemetrická data od teleskopu asi pět minut po startu. Raketa Ariane 5 fungovala podle očekávání a oddělila se od vesmírné observatoře po 27 minutách letu. Stalo se to ve výšce zhruba 1400 kilometrů. 

29 minut po startu rozložil teleskop svůj solární panel a potvrdil jeho funkčnost. 

Zhruba 12 hodin a 30 minut po startu proběhl korekční manévr. Trval 65 minut. Byly zapnuty trysky motoru, který navedl vesmírný teleskop na optimální dráhu k jeho cíli na oběžné dráze kolem Slunce - v Lagrangeově bodě L2, přibližně 1,5 milionu km od Země směrem k vnější části Sluneční soustavy. Zároveň byla cestovní rychlost teleskopu zvýšena o zhruba 20 m/s. 

Následoval ještě jeden korekční manévr. Také on proběhl ke spokojenosti techniků z řídicího střediska. Trval kolem deseti minut a zvýšil cestovní rychlost o 2,8 m/s. 

Může se to zdát příliš složité - nač urychlovat teleskop v několika fázích? Odpověď je jednoduchá - odborníci se chtěli vyhnout příliš vysoké rychlosti. Navíc musí zachovat jeho nynější orientaci. Teleskop se nedá otočit a jednoduše nechat letět zpět, kdyby minul cíl. Přivrácení čelní strany ke Slunci by poškodilo jeho jedinečnou optiku. Nesmí mít také moc velkou rychlost, aby nemusel v cíli spotřebovávat palivo bržděním. Jeho rychlost je tedy extrémně důležitá a musí mít přesnou hodnotu. Proto vybral realizační tým scénář s třístupňovým urychlováním. 

Následně NASA oznámila, že se životnost teleskopu odhaduje na více než deset roků. 

Jednou z limitujících potřeb je totiž množství paliva na palubě. Bude ho potřebovat nejen pro korekci své budoucí pozice, ale také například na korektury konečné oběžné dráhy a na prostorovou orientaci během své práce. 

Po korekčních manévrech zbylo dost paliva na to, aby mohl být vysloven optimistický předpoklad - teleskop Jamese Webba by měl dosáhnout nejméně dvojnásobek původně předpokládané životnosti (původní předpokládaná délka mise byla 5 roků). 

Tepelný štít

28. prosince došlo na rozložení obou ráhen, na kterých má být napnutý tepelný štít. O den později byla celá štítová konstrukce odsunuta od kostry teleskopu. Vzniklá mezera zvyšuje funkčnost štítu. 

Následovalo efektní roztažení samotného tepelného štítu teleskopu. 

Ten bude chránit citlivou observatoř před tepelným zářením Země a Slunce. Jeho chladná strana postupně dosáhne teploty kolem 45 Kelvinů. Tepelný štít má rozměr odpovídající zhruba tenisovému kurtu. Při startu byl složen jako padák a uložen na přední a zadní části konstrukce. 

Celý proces rozvinutí štítu je vidět v následujícím videu. 

Rozvinutí tepelného štítu bylo dosud jistě nejobtížnější a nejrizikovější fází startu. Trvalo to asi tři hodiny – během této doby se postupně na příkaz ze Země „narovnala“ a „natáhla“ každá vrstva clony z měkkého materiálu potaženého hliníkovou vrstvou. 

Bylo také vysunuto a do pracovní polohy umístěno speciální zařízení, které má korigovat vliv fotonů, přicházejících ze Slunce, na prostorovou orientaci teleskopu. I když je tlak záření poměrně malý, po nějaké době by jeho vliv teleskop roztočil. 

Prvního ledna dostal personál volno. Další procesy, kterými musí teleskop projít, se tedy zpozdily o jeden den. 

Druhý den byl věnován průzkumu funkcí teleskopu. 

3. a 4. leden byl věnován postupnému (a úspěšnému) napínání jednotlivých vrstev tepelné clony teleskopu. 

Sekundární zrcadlo

Včera proběhlo přesouvání nosné konstrukce sekundárního zrcadla do provozní polohy. Sekundární zrcadlo hraje důležitou roli při odrážení světla z primárního zrcadla do místa, kde se nacházejí vědecké přístroje, tedy v pozici za primárním zrcadlem.

Co přinese budoucnost?

Plánuje se, že celá doba přípravy dalekohledu k provozu potrvá zhruba měsíc a první vědecká data z něj začnou přicházet zhruba šest měsíců po startu teleskopu.

Postupné uvádění teleskopu Jamese Webba můžete sledovat téměř na živo - na webových stránkách NASA. 

https://jwst.nasa.gov/content/webbLaunch/whereIsWebb.html