JWST saavutti L2-pisteen haloradan

NASAn, ESAn ja Kanadan avaruusjärjestön yhteishanke sijoittaa James Webb avaruusteleskooppi Lagrangen L2-pisteen haloradalle on onnistunut. Tarvittava ratakorjaus tehtiin eilen (24.2.2022) käynnistämällä teleskoopin ohjausraketit 297 sekunnin ajaksi. Polton seurauksena JWST:n ratanopeus kasvoi 1,6 m/s ja rata muuttui kiertoradaksi L2-pisteen ympäri. Tällä radalla avaruusteleskooppi pysyy käyttämällä vain vähäisen määrän polttoainetta pieniin ratakorjauksiin.

Kaaviokuva JWST:n radasta ja L2-pisteen haloradalle asettumisesta.
Kuva Steve Sabia/NASA Goddard.

 
James Webb avaruusteleskooppi laukaistiin avaruuteen joulukuun 25 päivänä (2021) Ariane 5 kantoraketilla Kouroun avaruuskeskuksesta Ranskan Guianasta. Laukaisun jälkeen avattiin ensin teleskoopin aurinkokennot ja sen jälkeen pääpeilin osat siirrettiin paikoilleen. Saavuttaakseen päämääränsä, teleskoopille piti tehdä vielä jokunen ratakorjaus, mutta niiden määrä ja kesto oli pienempi kuin mitä suunnitelmissa oli varauduttu. Tästä syystä polttoainetta säätyi merkittävästi ja nyt teleskoopin 5,5 vuoden toiminta-ajaksi lasketaan noin 10 vuotta.

Lagrangen L2-piste muodostuu Auringon ja Maan gravitaation ja keskipakoisvoiman yhdistelmästä noin 1,5 miljoonan km etäisyyteen maapallosta, jonka pisteen ympärille on mahdollisuus muodostaa sinne lähetetuille aluksille ns. halorata. Haloradan keskellä ei ole minkäänlaista massakeskipistettä, vaan se muodostuu ”lähes itsestään” em. gravitaatiovaikutuksen vuoksi. Halorata L2-pisteessä ei kuitenkaan ole stabiili pitkällä aikavälillä, sillä siihen vaikuttaa monia häiritseviä tekijöitä. Ehkä merkittävin häiriön aiheuttaja on Auringon valon paine, joka pyrkii poistamaan aluksen L2-pisteessä ja muutamaan sen tavanomaiseksi Aurinkoa kiertäväksi radaksi.

Halorata on luonteeltaan muutenkin labiili, sillä sen gravitaatiogradientti on käänteinen gravitaatiokuoppaan verrattuna, eli se on muodoltaan satulapintaa muistuttava. Mikään luonnollinen kappale (asteroidi tai meteoroidi) ei voi pysytellä haloradalla kovinkaan pitkään, vaan ne poistuvat viimeistään muutaman vuoden kuluessa, jos ne sinne jostakin syystä päätyvät. Tällaisia luonnollisia satelliitteja havaitaan lyhytaikaisesti silloin tällöin, joskin ne näyttävät useimmiten kiertävän maapalloa ns. kvasiradalla, joka on hieman erilainen kuin halorata.

Nyt kun JWST on sijoitettu tehtävänsä edellyttämälle radalle, insinöörien ja tutkijoiden seuraavat tehtävä on säätää pääpeilin lohkot nanometrin tarkkuudella oikeille paikoilleen. Aikaa tähän arvioidaan tarvittavan noin kolme kuukautta.