ΕΝΑ ΜΗΧΑΝΗΜΑ ΠΟΥ ΚΟΣΤΙΣΕ 10 ΔΙΣ. ΘΑ ΜΑΣ ΔΕΙΞΕΙ ΠΟΥ ΤΕΛΕΙΩΝΕΙ ΤΟ ΣΚΟΤΑΔΙ

Το hashtag της ημέρας είναι το #Unfoldtheuniverse και αφορά το πιο ισχυρό τηλεσκόπιο που έχει εκτοξευθεί ποτέ στο διάστημα. Αυτή η εκτόξευση έχει προγραμματιστεί για σήμερα. Ας ελπίσουμε πως θα πάνε καλά. Δηλαδή, δεν θα γίνει ό,τι απεύχονται οι δημιουργοί του James Webb -να σπάσει ο καθρέφτης.

Η σημασία του hashtag είναι διττή. Αφενός ο προορισμός του James Webb είναι να ‘ξεδιπλώσει’ το μυστήριο της δημιουργίας του σύμπαντος. Αναμένεται να απαντήσει στο θεμελιώδες ερώτημα “από πού προερχόμαστε”, δηλαδή πώς ξεκίνησε το σύμπαν, πώς σχηματίστηκαν οι γαλαξίες, πώς εξελίχθηκαν, πώς προέκυψαν οι πλανήτες κλπ. To φως των αστεριών άρχισε το ταξίδι του πριν δισεκατομμύρια χρόνια. To James Webb θα δει αυτά τα αστέρια, όπως ήταν τότε -συνθήκη για την οποία οι αστρονόμοι δεν έχουν πολλές πληροφορίες.

Αφετέρου όντως θα ξεδιπλωθεί ο καθρέπτης διαμέτρου 6.5 μέτρων του τηλεσκοπίου, όταν φτάσει στον προορισμό του. Έχει ύψος τριών ορόφων, πλάτος ενός γηπέδου τένις και βάρος 6.200 κιλών. Η δουλειά που θα κάνει -εάν όλα πάνε καλά- θα διαρκέσει μια δεκαετία.

Τι ξέρουμε έως τώρα

Μετά το Βig Bang το σύμπαν είχε υδρογόνο, ήλιο και λίγη ποσότητα λιθίου. Όλα τα χημικά στοιχεία του Περιοδικού Πίνακα, που είναι βαρύτερα από το υδρογόνο, το ήλιο και το λίθιο έπρεπε να σφυρηλατηθούν σε αστέρια. Όλος ο άνθρακας που ‘φτιάχνει’ τα ζωντανά όντα, όλο το άζωτο που υπάρχει στην ατμόσφαιρα της γης, όλο το πυρίτιο των πετρωμάτων, έπρεπε να ‘κατασκευαστούν’ μέσω πυρηνικών αντιδράσεων που κάνουν τα αστέρια να λάμπουν και των ισχυρών εκρήξεων που τελειώνουν την ύπαρξη τους. Όπως γράφει ο Jonathan Amos στο BBC η NASA “είμαστε εδώ που είμαστε, επειδή τα πρώτα αστέρια και οι ‘απόγονοι’ τους έσπειραν στο σύμπαν τα υλικά που φτιάχνουν πράγματα”.

Το Big Bang έγινε πριν 13.8 δισεκατομμύρια χρόνια, τα πρώτα αστέρια και οι γαλαξίες προ μεταξύ 13.7 και 13 δισεκατομμύρια χρόνια, ενώ οι γαλαξίες αναπτύχθηκαν πριν 13 δισεκατομμύρια χρόνια. Θα έλεγε κανείς πως είμαστε φτιαγμένοι από αστρόσκονη. Βασικά, το έχουν πει αυτό ουκ ολίγοι επιστήμονες.

Το James Webb Space Telescope κόστισε 9.7 δισεκατομμύρια δολάρια

Το Magazine επικοινώνησε με τον Βασίλη Χαρμανδάρη (βλ. διευθυντής Ινστιτούτου Αστροφυσικής του Ιδρύματος Τεχνολογίας & Έρευνας, καθηγητής στο Τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου Κρήτης και αντιπρόεδρος στο ORP, δηλαδή το μεγαλύτερο επίγειο συνεργατικό δίκτυο της Ευρώπης για την αστρονομία) και τον άκουσε να λέει πως “το διαστημικό τηλεσκόπιο James Web είναι ένα εντυπωσιακά πολύπλοκο τεχνικό επίτευγμα, αξίας σχεδόν 10 δισεκατομμυρίων δολαρίων -κόστος που έχει ένα σύγχρονο αεροπλανοφόρο των ΗΠΑ”. Να σου το δείξω.

Τώρα να σου πω και τι θα κάνει, ακριβώς. Σε ένα Q&A που έκανε η -δημιουργός- NASA με όσους είχαν απορίες για το διαστημικό τηλεσκόπιο James Web, κάποιος ρώτησε πόσο μακριά θα μπορεί να δει. Εκπρόσωπος της NASA απάντησε ότι “οι παλαιότεροι γαλαξίες του σύμπαντος απέχουν πάνω από 13 δισεκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη. Το @NASAWebb θα ‘δει’ πίσω στο χρόνο, σε αστέρια και γαλαξίες που σχηματίστηκαν πριν από πάνω από 13 δισεκατομμύρια χρόνια”.

Ο κύριος Χαρμανδάρης, ο οποίος προφανώς και μπορεί να μας εξηγήσει καλύτερα τι κάνει μοναδικό το James Webb, εξηγεί πως “λόγω της μεγάλης συλλεκτικής επιφάνειας που έχει ο καθρέπτης του τηλεσκοπίου (6.5μ) θα μπορεί να παρατηρεί πολύ πιο αμυδρά αντικείμενα από ότι το Hubble (βλ. το τελευταίο διαστημικό τηλεσκόπιο, του οποίου ο καθρέφτης είχε διάμετρο 2.4μ, ‘επιχείρησε’ για 31 χρόνια, καθώς περιστρεφόταν σε απόσταση “μόλις” 550 από την επιφάνεια της Γης.).

Η θερμοκρασία του τηλεσκοπίου μεταβάλλεται ανάλογα με το αν το βλέπει ο ήλιος, άλλη έχει ο καθρέπτης του και άλλη τα τοιχώματα κλπ . Αυτό που παραμένει «σχετικά» σταθερό είναι η θερμοκρασία του οπτικού επιπέδου όπου συλλέγεται το φως και υπάρχουν τα διάφορα όργανα.

Επιπλέον, έχει όργανα που του επιτρέπουν να παρατηρεί στο υπέρυθρο φως (δηλαδή μήκη κύματος έως και 50 φορές μεγαλύτερα από αυτά που βλέπουμε με τα μάτια μας στο οπτικό), γεγονός που του δίνει τη δυνατότατη να διαπερνά περιοχές όπου υπάρχει πολύ σκόνη -η οποία απορροφά το οπτικό φως. Όπως για παράδειγμα, περιοχές που ‘γεννιούνται’ νέα άστρα ή κέντρα μακρινών γαλαξιών όπου υπάρχουν υπερμαζικές μελανές οπές. Επομένως μπορεί να μας αποκαλύψει, για πρώτη φορά, τι συμβαίνει εκεί”.

Ο διευθυντής Ινστιτούτου Αστροφυσικής του Ιδρύματος Τεχνολογίας & Έρευνας διευκρινίζει ότι “θα σταλεί διπλωμένο μέσα σε ένα πύραυλο του ευρωπαϊκού οργανισμού διαστήματος και θα ξεδιπλωθεί όταν φθάσει σε μια απόσταση 1,5 εκατομυρίων χιλιομέτρων από τη Γη -σχεδόν 4 φορές πιο μακριά από την απόσταση της Σελήνης-, αντιδιαμετρικά από εκεί που βρίσκεται πάντα ο Ήλιος”.

Να πούμε εδώ πως το James Webb είναι αποτέλεσμα διεθνούς συνεργασίας μεταξύ της National Aeronautics and Space Administration (ΝΑSA), της European Space Agency (ESA) και της Canadian Space Agency (CSA). Η έμπνευση προέκυψε πριν 30 χρόνια, εκ των οποίων τα 10 αφιερώθηκαν στη σύλληψη και τα 20 στη δημιουργία. Ως αρχική ημέρα εκτόξευσης είχε οριστεί η 18η του Δεκέμβρη του 2021. Λίγα 24ωρα νωρίτερα, η NASA ενημέρωσε ότι δεν θα γινόταν πριν τις 22/12. Εκείνη τη μέρα, στην τελική ευθεία προέκυψε ένα πρόβλημα που μετέθεσε την εκτόξευση για τις 24 Δεκεμβρίου και στις 2.20μ.μ., ώρα Ελλάδος.

Το πρόβλημα που δόνησε όλο το παρατηρητήριο

Η δημιουργία του James Webb Space Telescope ήταν ένα -μεγάλο- θέμα για τη NASA. Το δεύτερο ήταν να γίνει δίχως προβλήματα η τελική συναρμολόγηση εκεί όπου ήταν ο Ariane5. Δηλαδή, στo Kourou της French Guiana, στην έδρα της Arianespace που είχε τη συνολική ευθύνη για την προετοιμασία εγκατάστασης. Τι αφορούσε αυτή; Το τύλιγμα του καθρέφτη με τρόπο που να μην προκληθεί ζημιά και την τοποθέτηση στην κορυφή του πυραύλου, σε ειδικά προσαρμοσμένο αεροδυναμικό κάλυμμα. Ενώ ήταν στη φάση της σύνδεσης οι τεχνικοί, απρογραμμάτιστη απελευθέρωση της ταινίας σύσφιξης (που ασφαλίζει τον Webb στον προσαρμογέα) προκάλεσε δόνηση σε όλο το παρατηρητήριο.

Η επιτροπή εξέτασης ανωμαλιών, της οποίας ηγείται η ΝASA έπιασε αμέσως δουλειά και δρομολόγησε πρόσθετα τεστ, προκειμένου να διαπιστωθεί αν είχε προκληθεί ζημιά σε κάποιο στοιχείο. Δεν είχε προκληθεί. Οπότε ξεκίνησαν από την αρχή τη διαδικασία. Η δεύτερη προσπάθεια ήταν επιτυχής και μετά έγινε το ‘aliveness test’, δηλαδή η δοκιμή για να επιβεβαιωθεί η ‘υγεία’ του διαστημικού σκάφους και ότι όλα τα συστήματα (ηλεκτρικά και επικοινωνιών) λειτουργούν όπως πρέπει. Όλα ήταν έτοιμα για την εκτόξευση και έτσι οι υπεύθυνοι προχώρησαν στην αναθεώρηση για τη συναίνεση καυσίμων. Η NASA έδωσε την έγκριση και άρχισε ο εφοδιασμό, που κράτησε 10 μέρες.

Αντιλαμβάνεστε ότι επρόκειτο για το θρίαμβο της λεπτοδουλειάς. Σε κάθε ένα από τα στάδια, μπορούσε να γίνει λάθος ικανό να τελειώσει την ιστορία, πριν αρχίσει. Για αυτό και όλα έγιναν υπό τις πλέον αυστηρές πολιτικές ασφαλείας και καθαριότητας. Μια κατά ειδική παραγγελία κουρτίνα (που παραπέμπει σε αυτές που έχουμε στις ντουζιέρες) είχε τοποθετηθεί μεταξύ των δυο πλατφορμών, στις οποίες δούλευαν τεχνικοί για να συνδέσουν το Webb στο αναλώσιμο σύστημα εκτόξευσης, ώστε να διασφαλιστεί η καθαριότητα σε όλο το παρατηρητήριο -καθώς το παραμικρό σκουπιδάκι θα κατέστρεφε τη δουλειά. Μετά είχαν το άγχος της ενσωμάτωσης και τώρα έχουν το άγχος της επιτυχημένης εκτόξευσης και να μη σπάσει ο καθρέφτης στο άνοιγμα. Με ένα click εδώ μπορείτε να δείτε όσα θα γίνουν. Ή με ένα click σε αυτό που ακολουθεί.