O miljena igračka NASA-inih astrofizičara, svemirski teleskop Hubble, radio je svoj posao savršeno dobro; poslušno je istrpeo čak pet servisnih misija, slao nam fascinantne fotografije svemira koje su popularizovale astronomiju više od bilo kog drugog projekta ikad, ostao perfektno dalekovid mnogo godina nakon predviđenog životnog veka i bio osnovni krivac za senzacionalne naučne proboje, pre svega, na polju astrofizike. Hubble se, jednom rečju, poneo na visini zadatka, i već dvadesetjednu godinu ostao naše najoštrije oko. Međutim, naučnici ne bi bili ono što jesu kada ih apsolutni uspeh jedne misije ne bi pogurao u pravcu novih izazova. Hubble još nije postao ni punoletan, kada je čitava vojska naučnika I inžinjera zavrnula rukave i započela epski poduhvat – izgradnju Hubble-ovog mlađeg brata, gigantskog svemirskog superteleskopa pod imenom James Webb. Ovaj teleskop bi trebalo da bude naš najveći iskorak u razumevanju univerzuma i njegovog porekla. Njegov zadatak biće da ispita svaku fazu kosmičke istorije; od prvog sjaja nakon Velikog Praska, preko formiranja galaksija, zvezda i planeta, pa sve do evolucije našeg solarnog sistema. Njegovi naučni ciljevi podeljeni su u četiri celine, čija će poetična imena svakako izgubiti mnogo svoje autentičnosti u prevodu: 1. Kraj Mračnih Doba: Prva Svetlost i Rejonizacija; 2. Nastajanje Galaksija; 3. Rađanje Zvezda i Protoplanetarnih Sistema; 4. Planetarni Sistemi i Poreklo Života.
Webb vs Hubble
I ako su se često mogli čuti glasovi koji Webb-a nazivaju zamenom za Hubble-a, u NASA-i više vole da ga zovu Hubble-ovim naslednikom. S obzirom na to u kojoj meri se mogućnosti i namene ovih instrumenata razlikuju, potpuno su razumljivi napori astronoma da izgrade ovom superteleskopu reputaciju koja ni na koji način ne ugrožava voljenogi omiljenog portretiste dalekih galaksija – Hubble-a. U poređenju sa svojim prethodnikom, koji je univerzum posmatrao okom od 2,5 metra, James Webb Space Telescope (JWST) će raspolagati optikom zapanjujućih dimenzija – njegovo primarno ogledalo imaće prečnik od 6,5 metara! Suočeni sa ovakvim brojkama, inžinjeri su rešili da ga podele u 18 odvojenih heksagonalnih segmenata, od kojih će svaki imati prečnik od 1,32 metra, I težiti oko 40 kilograma. U originalnim planovima, projektovana površina primarnog ogledala bila je čak za trećinu veća od sadašnjih dimenzija, ali je redukovana u pokušaju da se u samom startu uštedineki dolar.
*Primarno ogledalo je 6 puta veće od Hubble-a, i sastoji se od 18 odvojenih segmenata.
Poređenja radi, Hubble je dugačak 13,2 metra, sa maksimalnim promerom od 4 metra, i veliki je kao kamion sa dugačkom prikolicom. Sa druge strane, Webb-ov ”suncobran”, koji će optiku štititi od nepoželjnih visokih temperatura i na kome će biti smešten teleskop, ima mere 22 x 12 metara, i skoro da je velik kao Boing 737! Logika se sama nameće – što veći teleskop, više će svetlosti uspeti da skupi, i moći će da gleda dublje i dalje u svemir. Svetlosna moć JWST-a će biti za oko 7 puta veća od Hubble-ove, a njegovo vidno polje će pokrivati oko15 puta veću površinu.
*James Webb u poređenju sa Boingom 737.
I ako će imati površinu 6 puta veću od Hubble-a, JWST će biti upola lakši. Razlog tome je berilijum – jedan od najlakših i najjačih materijala na svetu, za koji se desilo da poseduje neke od veoma zgodnih osobina neophodnih James-u. Naime, berilijum sjajno provodi toplotu, što znači da će je prenositi ravnomerno kroz čitavo ogledalo i sprečiti temperaturne razlike na različitim segmentima. Jedan od prioriteta bio je održati teleskop ‘’hladnim’’, da njegova sopstvena temperatura ne bi remetila već slabe signale udaljenih nebeskih objekata dubokog svemira koje naučnici žele da posmatraju, pa će James raditi na ekstremno niskim temperaturama od 30 do 55 kelvina. Prvih šest ogledala već je prošlo seriju testiranja na izuzetno neprijatne uslove koji vladaju u svemiru. U kriogenim komorama bili su izlagani temperaturi i do -248 stepeni celzijusa, da bi se proverilo da li reaguju na ekstremnu hladnoću onako kako je predviđeno. Prvi set se odlično pokazao na testiranju, sledećih šest segmenata će se oprobati krajem jula, a poslednjih šest na jesen. Još jedna od razlika između ova dva superteleskopa je njihova orbita. Hubble kruži oko naše planete na visini od približno 570 kilometara, dok će JWST biti oko 1,5 miliona kilometara daleko! S obzirom na to da se Hubble nalazi u relativno niskoj orbiti oko Zemlje i da su mu dimenzije bile prihvatljive, bilo je moguće i lansirati ga, i servisirati spejs šatl misijama. James od starta nije dizajniran za lansiranje šatlom. Njega će teretna raketa poneti u Lagranžovu tačku L2 sistema Sunce-Zemlja. Lagranžove tačke su izuzetno pogodne za ”smeštaj” veštačkih satelita; kako u njima dolazi do uzajamnog ”gravitacionog poništavanja” tela koja čine sistem (u ovom slučaju Sunce-Zemlja), i kako je posledica toga praktično ”nepostojanje nikakve sile”, sateliti mogu ”beskonačno dugo” tu da borave, bez potrebe za korekcijom položaja, raketnim motorima ili gorivom. U sistemu Sunce-Zemlja postoji 5 Lagranžovih tačaka, koje su domaćini mnogim satelitima napravljenim ljudskom rukom, a upravo će L2 biti dom JWST-a. Kako se Zemlja bude kretala oko Sunca, kretaće se i James, ali će uvek ostati na fiksnoj udaljenosti u odnosu na ova dva tela. Iako boravak u ovoj tački ima enormne prednosti, on ima i nepremostivu manu – praktično je nemoguće izvršiti bilo kakvu servisnu misiju na udaljenosti od milion ipo kilometara od naše planete, pa će jedino što ćemo moći da uradimo biti nada da James-u neće biti potrebne popravke.
*Udaljenost Webb-a od Zemlje, u odnosu na Mesec (razdaljine su ilustrativne!)
K onačno, ultimativna razlika između ova dva izuzetna tehnološka dostignuća je u delu spektra koji su dizajnirani da posmatraju. Praktično da nema korisnika interneta koji se bar jednom nije sreo sa Hubble-ovim fotografijama svemira koje oduzimaju dah. Pisac ovih redova je doživeo ljubav na prvi pogled sa astronomijom upravo diveći se Hubble-ovim tekovinama. Sve te magične slike univerzuma su nam tako bliske zahvaljujući vidljivom delu spektra koji posmatra ovaj čuveni teleskop. Ukoliko ne računamo postprodukciju fotografija i njihovo naknadno ”šminkanje”, ono što vam je Hubble pokazao je poprilično isto ono što bi videle vaše oči, ukoliko biste bili dovoljno srećni da zavirite kroz dovoljno moćan instrument, ili nedajbože, putujete svemirom i svemu svedočite iz neposredne blizine. Koliko god vizuelno prijala našim očima, mana posmatranja u vidljivom delu spektra je to što smo na taj način ograničeni da vidimo samo objekte koji su nam relativno blizu. James će posmatrati infra-crveni deo, što znači da će njegova dalekovidost biti praktično neograničena.
*Koliko će ''daleko'' Webb videti, u odnosu na Hubble-a
D a pojasnimo to na ovaj način: znamo da je univerzum nastao Velikim Praskom. Od tog trenutka, svemir je počeo da se širi, a galaksije da se jedne od drugih udaljavaju neopisivim brzinama. One najmlađe i najudaljenije galaksije, koje naučnici tako žestoko žele da vide i izučavaju, kreću se najbrže; zapravo, toliko brzo da se svetlost koju emituju pomera u crveni deo spektra. Ovo je veoma slično slušanju pištanja voza čiji se zvuk pomera sa viših na niže frekvencije kako prolazi. Ove brze, mlade galaksije, koje imaju veliki crveni pomak, moguće je posmatrati samo u infra-crvenom spektru, i to je razlog zbog kog se javila neophodnost za teleskopom poput JWST. Webb će biti opremljen instrumentima koji će mu omogućiti da detektuje talasne dužine od 0.6 to 28 mikrometara. 2001-e godine se, zbog pokušaja racionalnog upravljanja budžetom, odustalo od dodatnog poliranja ogledala, koje bi mu omogućilo da ”uhvati” i talasne dužine kraće od 1,6 mikrometara. Kao dodatna mera, svaki od 18 heksagonalnih ogledala biće prekriven ultra-tankim slojem zlata, radi što efikasnijeg prikupljanja svetla. Ogledala će imati 7 stepeni slobode kretanja, i svako od njih će moći da kontrolišu i fokusiraju naučnici sa Zemlje, služeći se najnovijom tehnologijom projektovanom posebno za ovu priliku. Međutim, jednom uspostavljena konfiguracija će se retko menjati, zbog osetljivih mikromotora i tzv. wavefront senzora koji služe ovoj nameni. Ukoliko sve bude išlo po planu, Webb bi zaista trebalo da bude u stanju da nam pokaže prve zvezde i galaksije koje su nastale odmah po rađanju našeg svemira, a možda čak i da odredi njegove granice. ”Money makes the world go round”… ili to beše gravitacija? Ako je dosadašnje izlaganje pobudilo veru i ponos u ljudsku rasu, u brisanje granica čovekovih dostignuća i nezaustavljivu evoluciju svesti i tehnologije, možda bi ipak trebalo da usporimo i osvrnemo se na neke nemile činjenice koje smo do sada, barem u ovom tekstu, ignorisali. Neki od vas se sasvim sigurno sećaju februara prošle godine, i trenutka kada je Amerika odustala od ponovnog osvajanja Meseca. Vest je protutnjala svetom kao uragan, i ostavila naučnu javnost u šoku. Činjenice su govorile
*James E. Webb, bivši direktor NASA-e u čiju je čast teleskop dobio ime.
O vaj naučnik široj javnosti je poznat kao čovek koji je vodio Apollo program sasvim jasnim jezikom: NASA je državna insitucija koja u potpunosti finansijski zavisi od dela državnog budžeta koji joj je dodeljen; ekonomska kriza nagriza Američko monetarno ustrojstvo uporno i dugo i troškovi se redukuju kako se zna i ume. Američki predsednik je rešio da dodatno uštedi ugasivši projekat Constellation, jedini američki front na kom su se naučnici borili za povratak na Mesec, i da budućnost putovanja u svemir ostavi privatnicima u amanet. Još nismo stigli da vidimo kakve će posledice imati otvaranje vrata privatnom kapitalu u svemirskim istraživanjima, kada je iz Državnog komiteta za budžetska sredstva stigao predlog da se prekinu svi radovi i ukine projekat James Webb Space Telescope. Jedna od drastičnih mera Komiteta je ”stezanje kaiša” mnogim državnim institucijama. Predloženo je da NASA dobije čak 1,6 milijardi dolara manje od sadašnjeg budžeta, koji iznosi 18,4 milijarde dolara. Nepobitna je činjenica da je Webb već višestruko premašio prvobitnu budžetsku procenu. Davne 1996-e cena teleskopa je procenjena na 500 miliona dolara, doduše za teleskop nešto manje optike, i svi su očekivali da vide Webb-a u L2 tački najkasnije 2010-e. Vreme je prolazilo, naučni apetiti rasli, a sa njima vrtoglavo rasla i cena ovog projekta. Kada je prihvaćen predlog o velikom primarnom ogledalu, inicijalni budžet je glasio – 1,6 milijardi, a najavljeno je lansiranje za 2011-u godinu.
*Model JWST, originalne razmere.
D anas, James Webb je najskuplji NASA-in projekat (uz saradnju sa svemirskim agencijama Evrope i Kanade), i u naučnoj javnosti poznat je kao ”teleskop koji jede astrofiziku”. Lansiranje je zvanično odloženo za najranije 2018-u, mada ima analitičara koji smatraju da se to neće desiti pre 2020-e. Današnja cena teleskopa je 6,8 milijardi dolara, sa više nego četvorostrukim probijanjem budžeta, i odlaganjem realizacije za čitavu deceniju. Imajući u vidu ove podatke, ne čudi upornost Komiteta da ugasi projekat čiji se kraj u perspektivi ne vidi, a od koga se mogu očekivati još veća poskupljenja od predviđenih. Ipak, to ne umanjuje zabrinutost američkih astronoma i njihov strah od udarca na kompletnu kosmologiju koji bi otkazivanje donelo. Teško da bi se Amerika brzo oporavila od gubljenja vodeće uloge na ovom polju, (slično je već jednom preživela ’90-ih godina kada je otkazana realizacija Superprovodljivog Super Kolajdera, gigantskog akceleratora čestica iz Teksasa, nakon čega je Evropa povela na ovom polju izučavanja fizike) teško da bi se šteta ikako mogla kompenzovati i teško da možemo i predpostaviti koliko bi ovaj potez usporio zahuktalu mašinu žednju znanja koja operiše pod imenom ”nauka”. Ostajemo strpljivi i puni nade da će dalekovidost jednog svemirskog teleskopa inspirisati dalekovidost čoveka, i motivisati ga da gleda dalje od kratkoročnih, materijalnih ciljeva, i smelo pođe gde ni jedan čovek još nije pošao – sve do infra-crvenih konačnih granica. Autor: Nevena Grubač
ARHIVA - ASTRONOMIJA
Нема коментара:
Постави коментар