Il telescopio spaziale James Webb e allineamento degli specchi: completato un altro passo

Il telescopio spaziale James Webb e allineamento degli specchi: completato un altro passo

Nelle scorse ore è stato annunciato il completamento della fase sei di sette per quanto riguarda l'allineamento del telescopio spaziale James Webb. Si avvicina sempre di più la prima immagine scientifica, che verrà rivelata questa estate.

di pubblicata il , alle 15:28 nel canale Scienza e tecnologia
NASAESA
 

Anche se negli ultimi giorni è stato il telescopio spaziale Hubble a essere "sulla bocca di tutti" per via della scoperta della stella più lontana mai osservata, a 1,5 milioni di km dalla Terra il telescopio spaziale James Webb sta portando a termine la fase di allineamento degli specchi e di impostazione degli strumenti scientifici. Il culmine delle operazioni sarà questa estate quando verrà mostrata la prima immagine con tutti i sistemi allineati e operativi.

In questi giorni gli ingegneri hanno continuato a lavorare e dopo le ultime informazioni di metà marzo, con il completamento della fase di fine phasing, ora si è arrivati al completamento della sesta fase delle sette previste. Siamo quindi molto vicini ad avere un nuovo telescopio spaziale effettivamente funzionante che potrà funzionare per circa 20 anni (o almeno per cinque). Ecco le novità.

Il telescopio spaziale James Webb continua le operazioni di allineamento

Secondo quanto riportato l'1 aprile (non era uno scherzo), il JWST ha completato la sesta fase di allineamento degli specchi. Da un lato troviamo MIRI (Mid-Infrared Instrument) che sta continuando la procedura di raffreddamento che lo porterà ad avere un temperatura di pochi Kelvin (7K o -266°C), dall'altro la squadra opera sulla sezione ottica ha completato l'allineamento degli altri strumenti di bordo.

jwst

Sul sito ufficiale è presente una nuova sezione per seguire il raffreddamento (fonte)

Interessante notare come l'allineamento sia andato così bene nei passaggi precedenti, che lo specchio secondario non ha avuto bisogno di ulteriori modifiche (fino all'ultima fase). Chanda Walker, che lavora al JWST, ha dichiarato "come regola generale, il processo di messa in servizio inizia con correzioni grossolane e poi passa a correzioni fini. Le prime correzioni grossolane dello specchio secondario, tuttavia, hanno avuto un tale successo che le correzioni fini nella prima iterazione della sesta fase non erano necessarie".

jwst miri filter wheel

La ruota porta-filtri di MIRI con il suo design particolare

È stato sottolineato, come già spiegato in passato, che le prime fasi di allineamento del telescopio spaziale James Webb abbiano coinvolto sostanzialmente NIRCam (Near-Infrared Camera). Ora invece l'allineamento ha coinvolto anche FGS, NIRISS e NIRSpec. Rimane solo MIRI che sta pian piano raggiungendo la sua temperatura operativa, molto più bassa degli altri strumenti. A quel punto anche quest'ultimo strumento verrà allineato e ci saranno le ultime correzioni. Ci sarà infine una riunione nella quale si decreterà che il JWST ha effettivamente completato l'allineamento e si potrà passare alle osservazioni scientifiche.

miri

Una curiosità su MIRI e la sua ruota dei filtri

In merito a MIRI, bisogna ricordare che è l'unico degli strumenti che è raffreddato attivamente da un circuito chiuso che funziona a elio liquido (criorefrigeratore). Interessante notare che per evitare la formazione di ghiaccio sono presenti anche dei sistemi di riscaldamento. Il tutto è gestito da Terra bilanciando un raffreddamento lento e progressivo attraverso una combinazione tra criorefrigeratore e sistemi di riscaldamento. Per questo motivo MIRI sarà l'ultimo strumento del telescopio spaziale James Webb a essere allineato.

jwst miri

In un precedente thread su Twitter sono state spiegate alcune curiosità su MIRI e sulla sua struttura. La sua realizzazione è stata affidata all'istituto di astronomia di Heidelberg e a Zeiss. Ogni filtro ha una struttura che ricorda (nei bordi) quella della sezione da 18 esagoni dello specchio primario di JWST. Per assicurarsi che i filtri si fermino esattamente dove ci si aspetta che si fermino è presente un meccanismo che non utilizza lubrificanti (nello Spazio sarebbe una cattiva idea).

Vengono invece utilizzate delle molle piatte posizionate ortogonalmente che sono fissate al telaio e al sistema/leva di blocco. Non ci sono parti rotanti e quindi non c'è bisogno neanche di lubrificanti. Tutto è realizzato per durare anni nello Spazio, a circa 7K e senza necessità di riparazioni. Un vero piccolo capolavoro dell'ingegneria.

Idee regalo, perché perdere tempo e rischiare di sbagliare?
REGALA UN BUONO AMAZON!

Iscriviti subito al nostro canale Instagram!

Perché? Foto, video, backstage e contenuti esclusivi!
8 Commenti
Gli autori dei commenti, e non la redazione, sono responsabili dei contenuti da loro inseriti - info
Hiei360003 Aprile 2022, 01:03 #1
Mi chiedo se questo nuovo telescopio fosse puntato sulla terra, quanto nel dettaglio potrebbe vedere di una singola persona? questo escludendo gli ostacoli atmosferici ovviamente...
frncr03 Aprile 2022, 01:56 #2
La tua è una fantasia priva di senso, per almeno due motivi:
1. Anche se Webb ha uno specchio più grande la sua risoluzione spaziale non è superiore a quella di Hubble, perché lavora a lunghezze d'onda maggiori (il limite di diffrazione è proporzionale alla lunghezza d'onda). Hubble ha un potere risolvente nel visibile attorno a 0,05 secondi d'arco, Webb dovrebbe avere circa 0,1 secondi d'arco nell'infrarosso.
2. Webb sta a 1,5 milioni di km dalla Terra, ovvero circa 3.000 volte più lontano di Hubble, per cui anche a parità di risoluzione angolare il dettaglio risolvibile si riduce in proporzione.

I satelliti spioni "segreti", che hanno specchi pari a quello di Hubble o anche più grandi e orbite più basse, arrivano a risoluzioni al suolo nell'ordine dei 5-10 cm nel visibile, insufficienti comunque per riconoscere un volto.
Dalla sua posizione, anche se potesse essere puntato verso la Terra (e non può, verrebbe distrutto), Webb avrebbe una risoluzione nell'ordine di qualche centinaio di metri.
jepessen03 Aprile 2022, 09:56 #3
In effetti, dato che non e' un sensore, tende a passare in secondo piano in confronto ad altra strumentazione che c'e' sul webb, ma anche il sistema di raffreddamento e' un fantastico esempio di ingegneria, che dovrebbe essere studiato meglio dagli appassionati del telescopio e dell'ingegneria in generale:

https://youtu.be/aICaAEXDJQQ?t=798
giovanni6903 Aprile 2022, 15:35 #4
Originariamente inviato da: frncr

I satelliti spioni "segreti", che hanno specchi pari a quello di Hubble o anche più grandi e orbite più basse, arrivano a risoluzioni al suolo nell'ordine dei 5-10 cm nel visibile, insufficienti comunque per riconoscere un volto.


Quindi la storia che risale a decenni fa riguardo i satelliti in grado di leggere i titoli dei giornale della Pravda sulla piazza a Mosca sarebbe una bufala? Figuriamoci oggigiorno.
O ti stai riferendo a satelliti spioni segreti di qualche altro tipo?
frncr03 Aprile 2022, 17:18 #5
Originariamente inviato da: giovanni69
Quindi la storia che risale a decenni fa riguardo i satelliti in grado di leggere i titoli dei giornale della Pravda sulla piazza a Mosca sarebbe una bufala? Figuriamoci oggigiorno.
O ti stai riferendo a satelliti spioni segreti di qualche altro tipo?


Sì, è una cosa che esiste solo nei filmetti americani e nelle leggende.

I satelliti spia sono ovviamente classificati perciò non esistono specifiche pubbliche delle loro prestazioni, ma rispondono comunque alle leggi della fisica. Un telescopio, per quanto possa avere ottiche perfette, non può avere un potere risolvente superiore a quello limite determinato dalla diffrazione della luce (le ottiche "perfette" si definiscono appunto "diffraction limited".
Fissata la lunghezza d'onda che interessa, il limite di diffrazione è dato semplicemente dal diametro dell'obiettivo, secondo il suo reciproco. Hubble ad esempio ha uno specchio primario da 2,4 metri, da cui si calcola che il suo limite teorico di risoluzione alla lunghezza d'onda di 500 nanometri (blu-ciano) è pari a 0,05 secondi d'arco. Nell'infrarosso la risoluzione limite cala, ad esempio per lo stesso specchio a 1 micrometro sarà 0,1 secondi d'arco, a 10 micrometri sarà 1 secondo d'arco.
Dato che i grossi satelliti spia ottici hanno specchi della stessa misura, è facile calcolare cosa possono vedere a terra nelle migliori condizioni possibili, e questo calcolo fornisce il risultato di 5-10 cm. Per poter leggere il titolo di un giornale dall'orbita servirebbe un potere risolvente almeno dieci o venti volte superiore (se il corpo dei titoli è enorme), e per ottenerlo occorrerebbe mettere in orbita uno specchio da 25-50 metri di diametro, cosa che se anche fosse possibile ingegneristicamente, non potrebbe certo passare inosservata.

Qui puoi vedere un esempio della risoluzione raggiungibile da quei satelliti: https://www.forbes.com/sites/jonath...spy-satellites/

PS: le leggi della fisica non sono cambiate negli ultimi decenni, tant'è che i satelliti spia con queste prestazioni (KH-11) sono stati progettati già all'inizio degli anni '70, 50 anni fa. La parte sensoristica e di comunicazione e controllo sarà ovviamente molto migliorata nel tempo, ma l'ottica ha dei limiti che semplicemente non possono essere aggirati.

Nessuno può leggere le targhe delle auto o riconoscere i volti dall'orbita, questo è un fatto certo, con buona pace dei B-movie di Hollywood.
PaoloDavide04 Aprile 2022, 00:16 #6

Rileggete quel che scrivete

La stella più lontana mai osservata a 1,5 milioni di km dalla Terra, appena 5 volte la distanza Terra-Luna???
frncr04 Aprile 2022, 00:37 #7
Originariamente inviato da: PaoloDavide
La stella più lontana mai osservata a 1,5 milioni di km dalla Terra, appena 5 volte la distanza Terra-Luna???


Non male come primo intervento nel forum!
Però temo che dovresti rileggere tu il periodo che non hai capito nella notizia, facendo più attenzione alla punteggiatura.
giovanni6904 Aprile 2022, 06:33 #8
@frncr: ti ringrazio; ho imparato qualcosa di nuovo ed inquadrato in termini scientifici la questione.

Devi effettuare il login per poter commentare
Se non sei ancora registrato, puoi farlo attraverso questo form.
Se sei già registrato e loggato nel sito, puoi inserire il tuo commento.
Si tenga presente quanto letto nel regolamento, nel rispetto del "quieto vivere".

La discussione è consultabile anche qui, sul forum.
 
^