Kako će svemirski teleskop Džejms Veb unaprediti naše razumevanje svemira?(VIDEO)

Svemirski teleskop Džejms Veb (James Webb) je planirani naslednik Habl teleskopa, koji će nam omogućiti dublji uvid u daleku prošlost svemira, i omogućiće nam da direktno posmatramo udaljene egzoplanete.

Dobrodošli na kanal posvecen nauci i astronomiji, Gravitacioni manevar. U ovom videu ćemo proći kroz istoriju razvoja ovog teleskopa, i videćemo koje naučne instrumente ima i šta će sve istraživati tokom svoje misije.

Kada je svemirski teleskop Habl konačno lansiran 1993. godine nakon brojnih odlaganja, NASA je uveliko radila na razvoju naslednika ovog teleskopa. Prvobitno je planiran teleskop sličan Habl teleskopu, ali sa većim ogledalom koje bi imalo četiri metra u prečniku, i koji bi posmatrao svemir u infracrvenom delu spektra. Teleskop bi bio postavljen u orbitu, tri astronomske jedinice daleko od Sunca, kako bi se minimizirao negativan uticaj međuplanetarne prašine na posmatranja u ovom delu spektra.

1996. godine se pojavio prvi koncept ovakvog teleskopa, koji je preliminarno nazvan Svemirski teleskop sledeće generacije, a ubrzo je promenio ime koje i danas nosi, odnosno Džejms Veb, po direktoru Nase za vreme Apollo misija kada su ljudi prvi put sleteli na Mesec. Pošto je tokom 90. godina NASA promovisala koncept brzih, boljih I jeftinijih misija za istraživanje svemira, Džejms Veb je dobio budžet od samo 500 miliona dolara. Primarno ogledalo je uvećano na 8 metara, i planirano je da teleskop bude stacioniran na Lagranž 2 tački sistema Sunce-Zemlja, umesto na prvobitne tri astronomske jedinice od Sunca.

Planirano je da Džejms Veb bude lansiran sa Zemlje tokom 2007. godine, ali je ubrzo postalo jasno da je razvoj ovakvog teleskopa izuzetno kompleksan process, i iz godine u godinu je datum lansiranja pomeran u napred.

Slična situacija se dešavala i tokom razvoja Habl teleskopa, i NASA nije želela da ponovi iste greške kao ranije, jer je Habl odmah po lansiranju imao problem sa optikom i morao je da bude popravljen. Ukoliko bi se slična greška dogodila sa Džejms Veb teleskopom, ne bi bilo moguće izvršiti popravke i cela misija bi propala. Zato je NASA strpljivo razvijala teleskop, iako su troškovi drastično skočili sa planiranih 500 miliona dolara, na čak 3 milijarde dolara do 2005. godine.

NASA je udružila snage sa Evropskom svemirskom agencijom i Kanadskom svemirskom agencijom prilikom izgradnje ovog teleskopa, koji je duplo lakši od Habl teleskopa, uprkos daleko većem ogledalu od 6.5 metara u odnosu na Hablovih 2.4 metra.

Ogledalo Džejms Veb teleskopa se sastoji iz 18 šestougaonih ogledala koja su napravljena od berilijuma koji je presvučen tankim slojem zlata. Primarno ogledalo nije moglo biti napravljeno iz jednog ogromnog ogledala, jer teleskop ne bi mogao da stane u teretni prostor nijedne rakete današnjice, vec je planirano da teleskop bude sklopljen tokom lansiranja, i da se kasnije rasklopi u konačni oblik. Ova ogledala mogu da se koriguju pomocu 126 mikro-motora, kako bi teleskop imao savršen fokus tokom misije.

Sekundarno ogledalo ima prečnik od 74 centimetra, i namenjeno je za prikupljanje svetlosti sa primarnog ogledala, koja se zatim šalje ka trećem ogledalu i konačno ka naučnim instrumentima. Tri ogledala omogućavaju široko vidno polje teleskopa, a pritom eliminišu greške prilikom fokusiranja svetlosti poput sferne aberacije, kada ogledalo ne fokusira sve paralelne zrake u jednu žižu, ili astigmatizma, kada zraci iz različitih ravni ogledala imaju različitu žižu.

Pošto je Džejms Veb svemirski teleskop dizajniran za posmatranja u infracrvenom delu spektra, njegova unutrašnja temperatura ne sme da pređe 50 stepeni kelvina, inače bi svojim toplotnim zračenjem poremetio rezultate posmatranja. Iz tog razloga je dizajniran specijalni štitnik od Sunca koji se nalazi ispod ogledala teleskopa, i sačinjen je iz 5 slojeva koji su debljine ljudske kose. Kada je rasklopljen, ovaj štit ima dimenzije 14×21 metar a tokom lansiranja je presavijen 12 puta kako bi bio kompaktniji.

Položaj teleskopa u blizini Lagranž 2 tačke u sistemu Zemlja – Sunce drži ova tela, kao i Mesec, na istoj strani svemirske letelice sve vreme, i svetlosni štit samo sa jedne strane letelice je dovoljan da blokira njihovo zračenje. Tokom testiranja štita 2018. godine, došlo je do cepanja nekoliko slojeva, što je doprinelo dodatnom odlaganju datuma lansiranja i potrebe za dodatnim testiranjima kako se ovaj problem ne bi ponovio, jer bi to bila katastrofa za misiju.

Izmedju svetlosnog štita i ogledala teleskopa, nalazi se jezgro svemirskog teleskopa koji sadrži naučne instrumente, propulzivne motore i računare za funkcionisanje teleskopa. To je osnovna strukturna komponenta teleskopa koja ima težinu od samo 350 kg, a dizajnirana je da povezuje ostale komponente koje ukupno teže 6500 kg. Jezgro takođe na sebi sadrži i solarnu ploču, pomoću koje se teleskop napaja električnom energijom kao i sistem radijatora za rasipanje toplote i žiroskope za fino orijentisanje teleskopa.

Džejms Veb teleskop sadrzi sledece naučne instrumente:

NIRCam je infracrvena kamera koja detektuje svetlost talasne dužine od 0.5 do 5 mikrona, i biće korišćena za fotografisanje udaljenih galaksija, ali i za kalibrisanje ogledala teleskopa. Ovaj instrument sadrzi i koronagraf pomoću kog ce teleskop moci da blokira svetlost udaljenih zvezda prilikom pokušaja fotografisanja egzoplaneta koje kruže oko njih.

NIR Spec je infracrveni spektrograf koji razvija Evropska svemirska agencija, i koji ce omogućiti dublji uvid u takozvano Mračno doba svemira, odnosno u period od 150 do 800 miliona godina nakon Velikog praska. Ovaj instrument će omogućiti utvrđivanje elementalnog sastava više od 100 objekata odjednom, kako bi naučnici bolje razumeli formiranje galaksija i protoplanetarnih sistema milijardama svetlosnih godina daleko od Zemlje.

MIRI je instrument za fotografisanje u srednjem delu infracrvenog spektra, talasne dužine između 5 i 28 mikrona. Ovaj instrument je opremljen specijalnim sistemom za hlađenje, pošto je daleko osetljiviji od ostalih instrumenata i omogućiće detektovanje veoma bledih objekata u svemiru, a takođe ima I koronagraf koji je specijalno dizajniran za fotografisanje egzoplaneta.

FGS/NIRISS je sacinjen iz tri instrumenta – Senzora za fino navođenje, Infracrvene kamere i Spektrografa bez proreza.

Ova tri instrumenta će istovremeno ispitivati elementalni sastav egzoplaneta, što je veoma uzbudljivo jer ćemo možda upravo tako otkriti postojanje vanzemaljskog života u svemiru.

Cena ovog teleskopa je do danas premasila granicu od čak 10 milijardi dolara, a njegovo lansiranje se očekuje pred kraj ove godine, ukoliko opet ne dođe do nekakvog odlaganja, što deluje izvesno imajući u vidu trenutnu situaciju u svetu sa pandemijom.

Kada uporedimo Džejms Veb sa Habl teleskopom, stećićemo utisak zašto je naučna zajednica toliko uzbuđena zbog njegovog lansiranja. Džejms Veb je oko 100 puta moćniji od Habl teleskopa i ima mnogo šire vidno polje, što će omogućiti više podataka za astrofizičare koji istražuju duboki svemir.

Međutim, mislim da je većina naučnika prvenstveno uzbuđena zbog mogućnosti fotografisanja egzoplaneta kao nikada do sada.

Ukoliko, na primer, spektrometri ovog teleskopa otkriju da se u atmosferi neke egzoplanete nalazi kiseonik i metan, to bi bio prilično snažan dokaz da se na toj planeti dešava neki proces koji kontinualno proizvodi te gasove, jer su oni inače veoma nestabilni i za par stotina hiljada godina bi nestali iz atmosfere. Kada je prošle godine objavljen naučni rad gde je grupa naučnika tvrdila da su pronašli gas fosfin na Veneri, naučna zajednica je bila prilično uzbuđena, jer je to ukazivalo na moguće postojanje života, ali je u međuvremenu uzbuđenje splasnulo jer je to otkriće osporeno i otkrivene su greške u samom postupku detekcije tog gasa.

Venera je naš najbliži planetarni sused i vidimo da je analiza njene atmosfere izuzetno teška, a zamislite tek koliko je Džejms Veb teleskop ambiciozan projekat kada će analizirati atmosfere egzoplaneta udaljene nekoliko stotina svetlosnih godina od Zemlje! Meni lično je to najuzbudljivija stvar oko Džejms Veb teleskopa, jer će možda otkriti prve dokaze da vanzemaljski život postoji na nekoj udaljenoj egzoplaneti, što bi bilo najveće otkriće u istoriji nauke!

Hvala vam sto ste gledali ovaj video i nadam se da ste uživali. Postanite član kanala ukoliko želite da podržite moj rad, a svakako ostavite lajk i prijavite se na kanal kako ne biste propustili sledeći video na kanalu. Veliki pozdrav i vidimo se u sledećem videu!