Karácsonykor sikeresen elindult a James Webb-űrtávcső

6304

A NASA, valamint az Európai és a Kanadai Űrügynökségek emlékezetes karácsonyi ajándékkal kedveskedtek a csillagászoknak és a csillagászat iránt érdeklődő nagyközönségnek. Több mint húsz évnyi tervezést és építést, valamint több mint tíz évnyi halasztást követően végül 2021. december 25-én, közép-európai idő szerint pontosan a karácsonyi ebéd idején, 13:20-kor elindult a világűrbe a Földön valaha épített legkifinomultabb civil űreszköz. A James Webb-űrtávcsövet Dél-Amerikából, az Egyenlítőhöz közeli Francia-Guyana Kourou városa melletti űrközpontjából indulva egy Ariane–5 hordozórakéta állította pályára a Földtől 1,5 millió km-re lévő célja felé. Ez az egyik legnagyobb várakozással övezett új csillagászati eszköz, az új évtized egyik legnagyobb dobása, amely működése során jó eséllyel átformálja majd a világegyetemről alkotott képünket.

A James Webb-űrtávcsövet pályára állító Ariane–5 hordozórakéta indulása a Guyana Űrközpontból 2021. december 25-én. Forrás: NASA.

A James Webb-űrtávcső a Nap–Föld-rendszer L2 Lagrange-pontjának környezetében fogja a munkáját végezni. Ez az a hely, ahol az űreszközt a Nap és a Föld közös gravitációs ereje pontosan a Földdel azonos, egyéves keringési periódusra készteti, így a távcső a Földről nézve mindig nagyjából a Nappal átellenes irányban fog elhelyezkedni, a távcsőről nézve pedig a három legzavaróbb égitestet, a Napot, a Földet és a Holdat egyetlen nagy árnyékoló ernyővel egyszerre tudják kitakarni. E sorok megjelenésekor, mintegy három nappal az indítást követően a távcső már a Hold távolságában jár tőlünk, ám az L2-ig vezető útja még további 27 napig fog tartani.

Ez a hónap pedig egyáltalán nem unalmas várakozással telik majd. A látványos és izgalmas, ugyanakkor zökkenőmentesre sikerült felbocsátás csak az első lépés volt az utazás számos kockázatos fázisa közül. A James Webb-űrtávcsőnek sem a 6,5 m átmérőjű főtükre, sem a 14×20 m-es árnyékoló ernyője nem fért volna el az Ariane–5 hordozórakéta 4,5 m átmérőjű rakterében. Ezért a mérnököknek számos trükköt bevetve, összehajtogatva kellett becsomagolniuk a távcsövet, ami menet közben, a következő hetek során fogja kibontani és bekalibrálni önmagát.

Fantáziarajz a teljesen kibontott, üzemkész James Webb-űrtávcsőről a Nap–Föld-rendszer L2 Lagrange-pontjában úgy, ahogyan a valóságban sohasem állhat majd működése során: az árnyékoló ernyőknek mindig a Nap felé kell majd fordulniuk, hogy megvédjék a kényes optikát és a műszereket csillagunk heves sugárzásától. Forrás: NASA.

Ez rengeteg egyedi mozgó alkatrészt jelent, és ezek többségéből nincs tartalék, így mindennek elsőre kell hibátlanul és egyéb mozgó részekkel összehangoltan működnie ahhoz, hogy a távcső használható, észlelésre kész állapotba kerüljön. A NASA összesen 344 egyedi hibalehetőséget azonosított, amelyek bármelyikén elcsúszhat az egész projekt. Noha ezek közül néhányon már túl vagyunk, a legtöbb közülük az űrobszervatórium még éppen csak megkezdődött kibontásához kapcsolódik.

A James Webb pályára állítása és pályán tartása is bonyolult feladat. Már a felbocsátás során és az egész küldetés alatt folyamatosan tekintettel kell lenni a tudományos műszerek kényes mivoltára. Az űrtávcső optikáját és műszerházát nem érheti közvetlen napfény, illetve egyenetlen hőhatás, mert attól visszafordulhatatlanul károsodhatnak az érzékeny eszközök. Ezért a raktér külső kupolájának légkör fölötti ledobását követően már a hordozórakéta utolsó fokozata is bölcsőként ringatva forgatta tengelye körül jobbra-balra a rakományát, hogy minél egyenletesebben érjék a Nap sugarai.

A búcsú pillanata. Az utolsó képkockák egyike a James Webb-űrtávcsőről az Ariane–5 hordozórakéta fedélzeti kamerájától, a napelemek kinyitása előtt, háttérben az Adeni-öböllel. Forrás: NASA.

A gyorsítórakéta utolsó fokozata dolga végeztével, az elemelkedés után 28 perccel finoman elszakadt az űrtávcsőtől, kamerája még rögzítette és élőben továbbította a földi nézők számára, amint a James Webb kinyitja napelemtábláit, és elindul önálló útján oda, ahol emberi szem többé nem láthatja. A mérnökök egyik aggodalma a sok közül az volt, hogy az Ariane–5 esetleg túlgyorsítja az űrtávcsövet. Ez végzetes hiba lett volna, mert a távcső ugyan a saját hajtóműveit használva, a csekély mennyiségű fedélzeti hajtóanyag kárára le tudna fékezni a céljánál, ám ehhez az optikát a Nap irányába kellett volna fordítani, amitől viszont tönkremenne az egész berendezés. Ugyanakkor az is fontos volt, hogy az Ariane–5 a kritikus sebességhez minél közelebbi értékre gyorsítsa az űreszközt, hogy az út közben szükséges pályamódosításokhoz minél kevesebbet kelljen felhasználni a rendkívül értékes fedélzeti hajtóanyagból.

A kép közepén mozgó fénypont az állomáshelye felé tartó, szinte pontosan a Hold átlagos távolságában (388 ezer km-re) járó űrtávcső. A 3×1 perces felvétel a Piszkéstetői Obszervatórium Schmidt-távcsövével készült 2021. december 28-án hajnalban. A képen az Orion csillagkép egy kicsiny részletének halvány csillagait látjuk, nem messze az Orion övétől és az M78 jelű reflexiós ködtől. Az űreszköz látszó fényessége 14,3-14,4 magnitúdó, így vélhetően a másfél millió km-re található L2 pontban is fotózható lesz.

A James Webb-űrtávcső élettartamát ugyanis alapvetően korlátozni fogja a hajtóanyag szűkös mennyisége. Az L2 Lagrange-pont nem kellően stabil ahhoz, hogy ott egy passzív eszközt magára hagyva az ne mozduljon el onnan. A távcső pályán tartásához, a Nap sugárnyomásának kompenzálásához, valamint a célpontok beirányzásához és azok követéséhez szükséges finommozgatást biztosító giroszkópok lendkerekeinek lelassításához időnként be kell majd indítani a rakétahajtóműveket. Ha pedig elfogy az üzemanyag, az irányíthatatlanná váló távcső használhatatlanul bukdácsolva fog sodródni a mélyűrben. Ez várhatóan mintegy tíz év múlva fog bekövetkezni, újratöltésre pedig szinte biztosan nem lesz lehetőség – noha egy időben a NASA tervezte ezt is.

A James Webb pillanatnyi helyzetét online is nyomon követhetjük a NASA weblapján. Az előttünk álló izgalmas eseményekre tekintettel az űrobszervatórium beüzemelését folyamatosan figyelemmel fogjuk kísérni, és a következő hetekben időről időre beszámolunk majd a legfrissebb fejleményekről itt a csillagászat.hu-n is.

Hozzászólás

hozzászólás