Efter at have rejst hundredtusindvis af miles gennem rummet i løbet af den sidste måned, udførte NASA's revolutionære nye James Webb-rumteleskop sin sidste store kurskorrektionsmanøvre i eftermiddags, og satte sig selv i sit sidste hvilested i rummet. Nu vil observatoriet leve for evigt i en afstand på omkring 1 million miles fra Jorden, hvilket giver køretøjet et billede på forreste række af de ældste stjerner og galakser i universet.
Lanceret juledag, NASAs James Webb Space Telescope, eller JWST, har haft en vild tur til sin destination. For enormt til at flyve til rummet i sin endelige form, måtte teleskopet opsendes foldet op inde i sin raket. Da det nåede rummet, begyndte JWST en ekstremt kompleks rutine med formskift og udfoldelse, en type koreografi, som intet rumfartøj nogensinde havde udført før. Alligevel udførte JWST hvert trin fejlfrit, fuldførte sine store udrulninger den 8. januar og blomstrede op i sin fulde konfiguration.
lever i evighed omkring 1 million miles fra Jorden
Masser af angst omgav disse indsættelser, da de skulle arbejde som planlagt; en fejl kunne have sat hele JWSTs mission i fare. Men missionsholdets uro sluttede ikke, da udfoldelsen var færdig. JWST var stadig nødt til at komme i sin endelige position i rummet for at kunne udføre sit arbejde ordentligt. Hvis observatoriet ikke satte farten helt ned i dag, risikerede køretøjet at komme ind i den forkerte bane eller helt misse sin målbane. En sådan fiasko kunne have kompliceret missionens fremtid, hvilket gjorde det utroligt svært for videnskabsmænd at kommunikere med det næsten 10 milliarder dollars rumobservatorium.
Heldigvis udførte JWST denne sidste manøvre fejlfrit. “I løbet af den sidste måned har JWST opnået fantastisk succes og er en hyldest til alle de mennesker, der brugte mange år og endda årtier på at sikre missionssucces,” sagde Bill Ochs, JWST-projektlederen ved NASAs Goddard Space Flight Center, i en erklæring .
Selvom det har været en måned at nå til dette punkt, tog det ikke lang tid for JWST at nå sin endelige destination i eftermiddag. Omkring kl. 14 ET affyrede JWST sine indbyggede thrustere i omkring 5 minutter. Det var den sidste af tre kurskorrektionsforbrændinger, som JWST har foretaget, hvilket bremsede rumfartøjet nok til at sætte det i en meget præcis bane i rummet.
JWST kredser nu om et usynligt punkt i rummet kendt som et Jord-Sol Lagrange-punkt. Det er et noget mystisk område i rummet, hvor tyngdekraften og centripetalkræfterne fra Solen og Jorden er helt rigtige, hvilket tillader objekter at forblive i en relativt “stabil” position. “Der foregår et lille tovtrækkeri, hvor [tyngdekraften] balancerer perfekt,” siger Jean-Paul Pinaud, jordoperations delta-V leder hos Northrop Grumman, den primære entreprenør for JWST, til The Verge. “Så ingen vinder den tovtrækning.”
“Der foregår en lille tovtrækning, hvor [tyngdekraften] balancerer perfekt.”
Solen og Jorden deler fem af disse Lagrange-punkter, krydret rundt om vores planet. Der er en direkte mellem Jorden og Solen og en på den modsatte side af vores stjerne fra os. JWST kredser om et lagrangisk punkt placeret på den anden side af Jorden længere fra Solen, kaldet L2. I denne position, når Jorden bevæger sig rundt om stjernen, vil JWST følge planeten næsten i låsetrin, som en konstant ledsager altid på samme sted i forhold til vores planet. Uanset hvor Jorden er på vej rundt om Solen, er JWST garanteret omkring 1 million miles væk fra os.
Sporet, som JWST tager rundt om L2, er faktisk ret bredt og strækker sig omtrent afstanden mellem Jorden og Månen. Men observatoriet kan ikke blive på den bane for evigt uden hjælp. L2 er det, der er kendt som “pseudo” stabil, hvilket betyder, at objekter, der kredser om dette sted, har en tendens til at drive væk i én retning. “Det er som at sidde på en sadel af en hest,” siger Pinaud. “På en sadel af en hest er du en slags stabil. Forestil dig, at du er en kugle… fra hoved til hale vil du sandsynligvis rulle ned til midten, men når du først går til hver side af sadlen, falder du bare til jorden.”
 /chorus_asset/file/23191693/754_990528.jpeg "NASA’ s revolutionære James Webb-rumteleskop når det endelige kredsløb i rummet")
Så JWST bliver nødt til at foretage små justeringer af sin vej i løbet af sin levetid. Hver 20. dag eller deromkring vil teleskopet affyre sine thrustere i to til tre minutter ad gangen for at sikre, at det forbliver på sporet i sin bane. I sidste ende vil disse justeringer afgøre, hvor længe JWST kan forblive aktiv i rummet. Når drivmidlet løber tør inden for de næste 10 til 20 år, er det, når observatoriets mission slutter. (Heldigvis satte JWSTs tur til rummet, Ariane 5-raketten, den på en så fantastisk bane, at teleskopets levetid vil vare meget længere end oprindeligt forudsagt.)
Det kan virke som en kompliceret stilling, med en masse ekstra indsats for at holde JWST stabil. Men L2 er et ret attraktivt sted for dette observatorium af forskellige årsager. Den største fordel er måske, hvor langt væk det er fra både Jorden og Solen. JWST blev lavet til at indsamle infrarødt lys, en type lys, der er forbundet med varme. På grund af dette designvalg skal teleskopet altid forblive ekstremt koldt. Derfor er den udstyret med et solskjold, der altid vender mod solen, en beskyttende paraply, der reflekterer stjernens varme og holder teleskopet ekstra køligt. Alligevel kan ethvert objekt i nærheden, der udsender varme og infrarødt lys, ødelægge JWSTs observationer, hvis NASA ikke er forsigtig. Ved at placere teleskopet næsten 1 million miles væk fra vores planet, garanterer NASA, at det infrarøde lys, der kommer fra Jorden og Månen, ikke vil forstyrre eller opvarme teleskopet.
L2 er et ret attraktivt sted for dette observatorium < p id="kfQtkV">L2 er også fantastisk fra et magtsynspunkt, fordi den ene side af JWST altid vil vende mod solen. På den opvarmede side har teleskopet et solpanel, der konstant samler sollys til strøm. Andre rumfartøjer, såsom Hubble-rumteleskopet i kredsløb om Jorden, har ikke den luksus. Når Hubble kredser om Jordens natside, mister den udsynet til Solen og skal lagre strøm i sine batterier. Det vil aldrig være tilfældet for JWST. “Vi har dybest set ubegrænsede kræfter til missionsoperationer, og vi behøver ikke at bekymre os om nogen formørkelser,” siger Kyle Hott, lederen af missionssystemer for JWST hos Northrop Grumman, til The Verge.
Der er også nogle ulemper ved konstant at skifte mellem dag og nat, når man kredser om Jorden; de ekstreme temperatursvingninger kan støde og vibrere et rumfartøj, hvilket får dets instrumenter til at nedbrydes over tid. JWST vil fungere ved nogenlunde de samme temperaturer i hele sin levetid.
Og så er der fordelen ved kontinuerlig kommunikation. Med L2 altid i samme position i forhold til Jorden, vil JWST til enhver tid være en bestemt afstand fra vores planet. Det betyder, at vi kan være i konstant kontakt med observatoriet. “Vi kan på en måde blive trukket med på L2 af Earth-Sun-systemet, sådan at vi har den dejlige bekvemme konstante kommunikation med køretøjet,” siger Hott. “Og det forenkler også meget af missionsoperationerne.”
Denne afgørende finale afslutter observatoriets risikable rejse gennem kosmos og baner vejen for, at videnskaben endelig kan begynde. Vi skal dog vente lidt mere på, at JWSTs observationer kommer i gang. Forskere og ingeniører vil snart begynde at justere teleskopets spejle lige så præcist, før de tager observatoriet i brug, og tester alle dets instrumenter for at sikre, at de er klar til at indsamle de første ekstraordinære billeder af de ældste stjerner og galakser i universet.
Den proces vil tage mange måneder, men hvis det går godt, kan de første historiske billeder taget af JWST blive sendt tilbage til Jorden allerede denne sommer.