Nakon više od dve decenije planiranja, priprema, izrade, odlaganja itd. konačno ove godine zadnjeg dana oktobra (ako opet ne bude odlaganja) Svemirski teleskop Džejms Veb treba da bude lansiran i postavljen na svoje mesto u svemiru.

Ako sve protekne u redu, biće to izuzetno važan događaj u istoriji izučavanja kosmosa. Od tog teleskopa mnogo se očekuje. 

Iako smo o ovom teleskopu puno puta pisali sad je odlično vreme da se upoznamo i sa nekim njegovim važnim detaljima, zapravo sa njegova dva najvažnija segmenta, sa njegovim ogledalima. 

O ogledalima ovog teleskopa Drago Dragović je napisao knjigu koju ćemo uskoro u elektronskoj formi objaviti. Evo za sad početka te knjige.

Osetljivost teleskopa, ili koliko detalja može da uoči, direktno je povezana sa površinom ogledala koja sakuplja svetlost a koju šalju promatrani objekti. 'Webbovo' primarno ogledalo je široko 6,5 metara (21 stopa i 4 inča); ovako veliko ogledalo nikada ranije nije lansirano u kosmos.

Primarno ogledalo svemirskog teleskopa Jamesa Webba u Nasinom centru za kosmičke letove 'Goddard'. Sekundarno ogledalo je okruglo ogledalo smešteno na kraju dugih nosača, presavijenih u konfiguraciji spremnoj za lansiranje. 'Webbova' ogledala su prekrivena mikroskopski tankim slojem zlata, što ih optimizuje za odbijanje infracrvene svetlosti (0,6-28 μm), koja je primarna talasna dužina svjetlosti koju će ovaj teleskop promatrati.
Foto: NASA / Chris Gunn

Pregled

Jedan od najvećih naučnih ciljeva 'James Webb Space Telescope' (JWST) biće zapravo svojevrsno osvrtanje kroz vreme i vraćanje u period kada su galaksije bile mlade. 'Webb' će to učiniti posmatrajući galaksije, gravitaciona sočiva i kvazare koji su vrlo udaljeni, na preko 13 milijardi svetlosnih godina od nas. Da bi video tako daleke i slabašne objekte, 'Webbu', normalno, treba veliko ogledalo. Osetljivost teleskopa, od. koliko detalja može da vidi, direktno je povezana sa veličinom ogledala koje prikuplja svetlost dalekih objekata. Veće površine sakuplja više svetlosti, baš kao što veća posuda prima više vode nego mala.

Inženjerski Izazovi

Naučnici i inženjeri 'Webbovog' teleskopa su utvrdili da je za merenje svetlosti sa udaljenih galaksija neophodno primarno ogledalo širine makar 6,5 metara. Izrada tako velikog ogledala je predstavljala veliki izazov, čak i za korišćenje na Zemlji. Ovako veliko ogledalo nikada do sada nije lansirano u svemir!

Kada bi ogledalo svemirskog teleskopa 'Hubble' (prečnika 2,4 metra) bilo skalirano tako da bude dovoljno veliko za 'Webba', bilo bi preteško za lansiranje u orbitu. Zato je 'Webbov' tim je morao da smisli i pronađe nove načine za izradu ogledala tako da bude dovoljno lagano – samo jednu desetinu mase 'Hubbleovog'ogledala po jedinici površine – a opet dovoljno jako.

Tim 'Webbovog' teleskopa je odlučio da izradi segmentirano ogledalo od berilijuma, koji je istovremeno jak i lagan. Svaki od 18 segmenata je približno težak 20 kilograma.

Sklopiva ogledala

Stručni tim 'Webbovog' teleskopa je takođe odlučio da napravi ogledalo u segmentima na strukturi koja će se sklapati, poput stola na preklapanje, tako da može da stane u transportni vrh rakete. Plan je da se ogledalo otvori tek nakon lansiranja. Svaki od 18 segmenata ogledala šestougaonog oblika ima prečnik od 1,32 metra. ('Webbovo' sekundarno ogledalo ima prečnik od 0,74 metra.)

Zašto šestougaono?

Šestougasoni modularni oblik omogućava dobijanje grubo gledano kružnog, segmentiranog ogledala sa 'visokim faktorom punjenja i šestostrukom simetrijom'. Visok faktor punjenja znači da se segmenti međusobno uklapaju bez praznina; da su segmenti kružni, između njih bi se na mestu dodirivanja pravile praznine. Simetrija je dobra jer postoje samo 3 različita optička recepta za poliranje 18 segmenata, po 6 za svaki (vidi desni dijagram na sledećoj slici). Konačno, poželjan je približno kružni ukupni oblik ogledala, jer on kao takav usmerava svetlost ka najkompaktnijem području na detektorima. Ovalno ogledalo bi, naprimer, dalo slike koje su izdužene u jednom pravcu. Kvadratno ogledalo bi slalo puno svetlosti iz središnjeg područja.