JWST pääpeilin avaaminen onnistui

NASA:n [1] James Webb -avaruusteleskooppitiimi avasi 6,4 metrin kullalla päällystetyn pääpeilin onnistuneesti. Ryhmä julisti pääpein avautuneeksi eilen illalla kello 20.17 Suomen aikaa, kolmisen tuntia sen jälkeen, kun peilin vasemman lohkon kääntäminen suoritettiin. Oikea lohko käännettiin edellisenä päivänä. Peililohkojen kääntäminen oli koko suunnitelman kriittisin vaihe, sillä epäonnistuessaan se olisi voinut tuhota koko noin 10 miljardia dollaria kustantaneen ja yli kaksikymmentä vuotta kestäneen hankkeen.

Aurinkosuojan ja pääpeilin avauskaavio. Kuva ESA.

Luonnollisesti peililohkojen onnistunut kääntäminen herätti suurta tyytyväisyyttä pitkään ja huolellisesti tehdyn valmistautumisen jälkeen. Tämä tyytyväisyys näkyi annetuissa lausunnoissa.

"NASA saavutti tänään uuden tekniikan virstanpylvään vuosikymmeniä valmistelun jälkeen. Vaikka tämä matka ei vielä ole päättynyt, Webb-tiimi hengittää jo hieman vapautuneemmin ja odottaa tulevia läpimurtoja, jotka varmasti inspiroivat maailmaa", sanoi NASAn johtaja Bill Nelson. "James Webb -avaruusteleskooppi on ennennäkemätön tehtävä, joka mahdollistaa ensimmäisten galaksien havaitsemisen ja löytää universumimme mysteerit. Jokainen jo saavutettu vaihe ja tulevat saavutukset on osoitus tuhansista innovaattoreista, jotka omistautuivat intohimonsa tähän tehtävään."

"Olen niin ylpeä tiimistä — joka kattaa maanosia ja vuosikymmeniä — ja joka saavutti tämän lajissaan ensimmäisen saavutuksen", sanoi Thomas Zurbuchen, NASAn Washingtonin päämajan Science Mission Directorat -yksikön apulaisvastaava. "Webin onnistunut käyttöönotto on esimerkki NASAn parhaista ominaisuuksista: halukkuus yrittää rohkeita ja haastavia asioita vielä tuntemattomien löytöjen nimissä."

"Kaikkien Webb-avaruusteleskoopin käyttöönottojen onnistunut loppuun saattaminen on historiallista", sanoi Gregory L. Robinson, NASAn päämajan Webb-ohjelman johtaja. "Tämä on ensimmäinen kerta, kun NASAn johtama operaatio on koskaan yrittänyt saattaa päätökseen monimutkaisen sekvenssin avatakseen observatorion avaruudessa - tämä on merkittävä saavutus tiimillemme, NASAlle ja maailmalle."

Seuraavaksi lähitulevaisuudessa JWST tekee kolmannen radankorjauksen, jonka jälkeen avaruusteleskoopin pitäisi asettua Lagrangen L2-pisteen haloradalle 1,5 miljoonan kilometrin etäisyyteen maapallosta.

Tulevien kuukausien aikana pääpeilin 18 kuusikulmaista segmenttiä kohdistetaan oikeisiin asemiin, jotta segmentit muodostaisivat yhtenäisen pääpeilin. Kohdistamista varten jokaisen segmentin takana on seitsemän toimilaitetta, jotka säätävät segmenttien asennon oikeaksi.

Pääpeilin saatua oikean muotonsa tehdään havaintoinstrumenttien kalibroiminen. Kun se tulee tehdyksi, uusi avaruusteleskooppi on valmis tehtäväänsä joskus ensi kesänä. Tätä ennen luultavasti NASA ja ESA julkaisevat joitakin kuvia, varsinkin kalibrointivaiheen loppupuolella.

Katso animoitu video JWSTn laukaisusta ja aurinkosuojan ja pääpeilin avaamisesta.

Huomautukset

[1] James Webb avaruusteleskooppi on NASAn, Euroopan avaruusjärjestön (ESA) ja Kanadan avaruusjärjestön (CSA) yhteishanke joskin NASAn eri osastot ja tutkimuslaitokset ovat olleet päävastuussa tehtävän suunnittelusta, rahoituksesta ja toteuttamisesta.

JWSTn laukaisun päivämäärä siirtyi

 ESA ja NASA yhteishanke James Webb avaruuskaukoputken laukaisu on siirtynyt joulukuun 18. päivään. Kumpikaan avaruusjärjestö ei tiedotteessaan kerro sitä, mikä siirron perimmäinen syy on. Niitä varmasti on monia eikä koronapandemia ole niistä vähäisin. Teleskooppi on valmiina siirrettäväksi Kaliforniasta laukaisukeskukseen Kourouhun Ranskan Guianassa, jossa myös Ariane 5 ECA -kantoraketin osat odottavat lopullista kokoonpanoa.

JWST viimeisessä toimintatestissä

Ensi lokakuun 31 päivänä avaruuteen lähetettävä James Webb avaruusteleskooppi on avattu viimeisen kerran toimintavalmiuteen maanpinnalla. Testi tehtiin Northrop Grumman tehtaalla Kaliforniassa. Jos ja kun testi on läpäisty, avaruusteleskooppi taitellaan jälleen valmiiksi laukaisuasentoon, pakataan kuljetussäiliöön ja se lähteen pariviikkoiselle matkalle laivalla kohti Etelä-Amerikan pohjoisrannalla sijaitsevaa Euroopan avaruusjärjestön laukaisukeskusta Kourouta Ranskan Guianassa.

James Webb avaruusteleskooppi viimeisessä tarkastuksessa. Kuva NASA / Chris Gunn.

Kouroussa avaruusteleskooppi kiinnitetään Ariane 5 kantorakettiin ja laukaisun on suunniteltu tapahtuvaksi lokakuun 31 päivänä tänä vuonna. Ariane 5 on ainoa kantoraketti, jonka lastitila on riittävän laaja kaukoputkelle. Tässä samassa syystä 6,5 metriä halkaisijaltaan oleva pääpeili avataan vasta avaruudessa.

Pääpeili koostuu 18 kuusikulmaisesta osapeilistä, joiden pitää avaruudessa tuottaa yksi, erittäin tarkka kuva. Näin ollen osapeilien suuntaus on ollut erittäin suurta tarkkuutta vaativa tehtävä. Peilit on valmistettu erittäin keveästä berylliumista ja päällystetty kultauksella. Kulta heijastaa infrapunasilla aallonpituuksilla parhaiten. JWST toimiikin infrapunaisen valon usealla eri aallonpituudella.

Havainnot infrapunaisella aallonpituudella vaativat sitä, että niin itse peili kuin kaikki havaintolaitteet ovat kylmempiä kuin vastaanotettava infrapunainen valo. Tästä syystä avaruusteleskoopissa on avattava lämpösuoja, jonka viisi kerrosta lämmöltä eristävää kalvoa estävät itse kaukoputkea lämpenemästä Auringon porottaessa esteettömästi.

Kaukoputkea ei luonnollisestikaan voi koskaan suunnata kohti Aurinkoa, Kuuta tai Maata kohti. Tämän vuoksi se sijoitetaankin noin 1,5 miljoona km etäisyyteen Maan radan ulkopuolelle, jossa se pysyttelee lähes paikoillaan keskipakovoiman vaikutuksesta. Aluetta kutsutaan Lagrangen L2 pisteeksi. Keskipakovoiman aiheuttaa Maan kiertoliike Auringon ympäri, koska maapallon gravitaatio toimii eräänlaisena liekana, jonka päässä avaruusteleskooppi on. Maapallon kiitää avaruudessa nopeammin kuin avaruusteleskooppi omalla Aurinkoa kiertävällä radalla, joten teleskooppi on pakotettu nopeampaan vauhtiin ja tästä syntyy keskipakovoima, joka kumoaa Maan gravitaatiovoiman.

JWST on tullut maksamaan noin 10 miljardia dollaria. Lisäksi se on useita vuosia myöhässä alkuperäisestä aikataulustaan.

Alla olevassa videossa joitakin välähdyksiä JWST:n kokoamisesta.

 

 

Arabiemiraattien mars-luotain lähti matkaan

Yhdistyneiden arabiemiraattien ensimmäinen mars-luotain, al-Amal, laukaistiin viimeyönä matkaan Japanin Tanegashiman avaruuskeskuksesta. Kantorakettina oli japanilainen Mitsubishi H-IIA F42 ja luotaimen (EMM) on tarkoitus asettua Marsia kiertävälle radalle ensi helmikuussa.

Laukaisua tapahtui 20.7.2020 kello 00.58.14 Suomen aikaa (19.7.2020 kello 21.58.14 UTC ja 20.7.2020 kello 6.58.14 JST) ja sitä oli jouduttu siirtämään usealla vuorokaudella laukaisukeskuksessa vallinneen huonon sään vuoksi. Laukaisun aikaan avaruuskeskuksen sää oli erinomainen.

 

Mars-luotaimen laukaisu avaruusmatkalleen on juuri tapahtunut.
Kuva Tanegashiman avaruuskeskus. 

JWST viivästyy jälleen

James Webbin avarusutteleskooppia suojaa auringonsäteilyltä
monikerroksinen varjostin. Suojassa auringonvalolta
kaukoputken pääpeili jäähtyy passiivisesti hyvin matalaan
lämpötilaana.. Kuva NASA.

NASA on ilmoittanut viivästyttävänsä uuden James Webb avaruusteleskoopin (JWST) laukaisua entisestään. Rakenteilla oleva teleskooppi vaatii lisätestauksia ja niiden vaatima aika on mahdollista saavuttaa vain viivästyttämällä laukaisua. NASAn ilmoituksen mukaan teleskooppi tullaan laukaisemaan avaruuteen toukokuussa 2020.

James Webb teleskooppi muodostuu passiivisesti jäädytetystä 6,5 metrin mosaiikkipeilistä. Laukaisun aikana peili on kasattu nippuun ja se avataan toimintavalmiuteen vasta sijoituspaikassaan noin 1,5 miljoonan km etäisyydellä maapallon yöpuolella Lagrangen pisteessä L1. Kokoonpano on välttämätön, sillä laukaisuun käytettävän Ariane 5 kantoraketin lastiruumaan ei mahdu laajempaa kuin 4,5 m rakenteita.

Teleskoopin peili ja havaintoinstrumentit ovat aurinkosuojan takana, joka on useampikerroksinen ohuesta aluminoiduista kalvoista muodostettu laaja varjostin. Peilin tulee olla mahdollisimman kylmä, sillä kaikki havainnot tehdään infrapunaisen valon aallonpituuksilla. Suojan taakse jäävät niin Aurinko kuin Maa ja Kuu, jotka kaikki ovat liian kirkkaita infrapunaisella aallonpituuksilla havaintoinstrumenteille.

 Laaja-alaisesti infrapunavalon aallonpituuksia voidaan käyttää havainnointiin vain avaruuteen sijoitetuilla laitteilla. Aivan lähi-infran aallonpituuksia voidaan käyttää maapinnalla olevilla laitteilla silloin, kun kaukoputket on sijoitettu usean kilometrin korkeuteen vuoristoon. Vuoristoissa suurin osa ilmakehästä ja ennen kaikkea ilmakehän sisältämästä vesihöyrystä on jäänyt alempiin ilmakerroksiin ja haittaa näin vain vähän havaintoja. Laaja-alaisesti ilmakehän läpi infrapunahavaintoja ei pystytä tekemään.

Infrapunaisilla aallonpituuksilla tehdyt havainnot ovat olleet jo pitkään hyvin tärkeitä tutkimukselle. Infrapunaisilla aallonpituuksilla saadaan tehtyä havaintoja esimerkiksi avaruuden pölypilvien sisältä, Linnunradan keskustan alueelta, Aurinkokunnasta ja varhaisen maailmankaikkeuden kehittymisestä.