Telescopio spaziale James Webb e tutte le difficoltà dopo il lancio
Il telescopio spaziale James Webb (JWST) sarà lanciato il 18 Dicembre. Ma non sarà il lancio il momento più complesso ma i 29 giorni successivi dove una serie di procedure dovranno funzionare alla perfezione per il successo della missione.
di Mattia Speroni pubblicata il 03 Novembre 2021, alle 15:48 nel canale Scienza e tecnologiaNASAESA
Il lancio del telescopio spaziale James Webb è stato fissato ufficialmente al 18 Dicembre con un razzo Ariane 5. Si tratta del più grande telescopio spaziale mai lanciato e anche del più costoso. La sua gestazione, durata anni, ha tenuto con il fiato sospeso gli appassionati. Ma anche dopo il lancio ci saranno "momenti di tensione" che dureranno qualche giorno.
Ne aveva parlato qualche settimana fa Thomas Zurbuchen (amministratore associato della NASA) che ha descritto le difficoltà di un progetto di questo tipo che non finiscono con il lancio ma che vedranno altre operazioni critiche nel corso dei giorni successivi. L'agenzia spaziale statunitense ne ha parlato nuovamente con un post sul blog ufficiale.
Il telescopio spaziale James Webb e le difficoltà dopo il lancio
Come sappiamo, il telescopio spaziale è così grande che pur avendo impiegato un razzo con fairing abbastanza grandi non è stato possibile inserirlo nella configurazione finale. Per questo lo specchio principale è stato ripiegato così come la zona inferiore e il supporto dello specchio secondario. Questo significa che per funzionare, il telescopio spaziale James Webb dovrà aprirsi e essere configurato in maniera perfetta.
Questo periodo durerà circa 29 giorni e i numeri della NASA sono impressionanti. Secondo quanto riportato, dopo 206" dal lancio i fairing si apriranno lasciando scoperto il carico utile. A questo punto il telescopio dovrebbe riuscire a comunicare con i tecnici a terra.
Successivamente (dopo 28 minuti) ci sarà la separazione dal vettore e inizierà la procedura di apertura che è stata definita come "la sequenza più complessa di azioni mai tentate in una singola missione spaziale". 300 singole operazioni minori e 50 principali potrebbero comportare un fallimento della missione.
Cosa succederà dopo il lancio del JWST
Dopo la separazione dal razzo ci sarà la prima fase che prevederà l'apertura dei pannelli solari (tra i 31 e i 33 minuti dal lancio). Questo permetterà di iniziare a ricaricare le batterie grazie a una produzione di energia pari a 2 kW. Inoltre sarà dispiegata l'antenna per comunicare con il DSN.
Dopo 12,5 ore invece ci sarà la prima accensione dei motori del telescopio spaziale James Webb che permetterà di continuare il suo viaggio che lo porterà a 1,5 milioni di km dalla Terra nel secondo punto di Lagrange. Per passare la Luna (circa 300 mila km) ci vorranno 2,5 giorni.
Successivamente (3 giorni) ci sarà l'apertura iniziale della struttura della "copertura solare" inferiore. Ci vorranno cinque ore per completare l'operazione. Dopo quattro giorni ci sarà una nuova serie di operazioni che porteranno all'apertura della struttura di osservazione principale dalla zona inferiore.
Dopo 5 giorni la copertura della "copertura solare" inferiore sarà rimossa. Questo perché entreranno in azione i 107 meccanismi che serviranno per tenere i cinque strati della struttura in posizione. Dopo un giorno gli strati saranno distesi grazie a dei motori e delle pulegge. Tutta l'operazione sarà completata entro 9 giorni dal lancio.
Quando sarà verificato che tutto sta procedendo correttamente, il JWST inizierà a far funzionare un dissipatore nella zona posteriore dello specchio primario per raffreddare la strumentazione. A questo punto potrà anche essere aperto lo specchio secondario mentre lo specchio primario sarà dispiegato dopo 12 giorni dal lancio. A 13 giorni dal lancio il telescopio spaziale sarà nella configurazione finale.
Per i 10 giorni successivi ci saranno altri passaggi per modificare il posizionamento dei 18 segmenti dello specchio primario nella configurazione di osservazione (da quella di lancio). Si arriverà così al giorno 25 dal lancio. Ci vorranno comunque dei mesi prima di trovare la configurazione ottimale degli specchi, che saranno mossi da 126 attuatori. Al 29° giorno ci sarà una nuova accensione dei motori del telescopio spaziale James Webb per arrivare nella posizione definitiva.
Un telescopio spaziale lontano 1,5 milioni di km dalla Terra
La scelta di non essere in orbita bassa terrestre (LEO) come per Hubble (HST), è dovuta alle necessità osservative diverse del JWST. Come spiegato più volte dalla NASA, Hubble può osservare nel visibile, nell'ultravioletto e solo in una piccola porzione dell'infrarosso. Webb invece punterà decisamente sull'infrarosso osservando lunghezze d'onda da 0,6 fino a 28 µm (HST può farlo solo da 0,8 fino a 2,5 µm).
Per riuscire a catturare più lunghezze d'onda possibili all'interno di quel range, JWST arriverà fino al visibile nella zona del rosso e del giallo. Le capacità dei due telescopi non saranno comunque sovrapponibili. Lo scopo di non osservare nel visibile ma nell'infrarosso è quello di superare le nubi di materiale che bloccano la luce visibile ma non gli infrarossi permettendo di indagare la formazione dei pianeti, delle stelle, le zone interne delle galassie e molto altro.
Il problema degli infrarossi è che sono emessi dal Sole in grande quantità e anche corpi celesti come la Terra danno il loro contributo a disturbare le osservazioni. Per questo essere lontani da queste fonti di disturbo e avere protezioni ad hoc (come la "copertura solare" inferiore) saranno determinanti.
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15 Commenti
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[B]Di Hubble ricordiamo, oltre alle immagini astronomiche, anche le missioni di manutenzione eseguite con lo Space Shuttle. Per il JWST questo non sarà possibile. Perché questa scelta?
Tutte le scelte hanno costi e benefici.[U] Nel caso di Hubble era possibile intervenire con lo Shuttle perché l’orbita di HST è un’orbita bassa, appena 600 km di quota[/U], inclinata di circa 28,5 gradi rispetto all’equatore, percorsa dal telescopio in circa 96-97 minuti. Grazie alla quota bassa, lo Space Shuttle ha potuto prendersi cura di lui, curandogli la miopia iniziale (un difetto di costruzione dello specchio primario), con gli anni si sono potuti sostituire rilevatori e altri componenti.
JWST nasce da una scelta opposta a quella di Hubble, scelta che sacrifica la ‘’comodità’’ dell’orbita bassa per favorire il raggio di osservazione del telescopio: JWST, infatti, opererà [U]in un punto distante dalla Terra circa 1,5 milioni di kilometri, circa 4 volte più della distanza Terra – Luna, in direzione opposta rispetto al Sole[/U]. Tecnicamente si dice che JWST si troverà nel punto lagrangiano secondo. Non potremo ripararlo con lo Shuttle, è vero, ma in compenso, JWST avrà molta più facilità di osservazione del Telescopio Spaziale Hubble.[/B]
https://www.esa.int/Space_in_Member...Space_Telescope
No, questi oggetti sono unici, sarà vecchio quando ne faranno uno più grande... fra 30 anni.
Ciò che potrà fare il JWST sarà rivoluzionario, perché poter guardare nell'infrarosso con questa sensibilità significa poter guardare più lontano, e più lontano significa più indietro nel tempo di quanto non siamo mai andati.
Dato che l'universo si espande in modo accelerato le onde luminose vengono "stirate", con un effetto maggiore tanto più partono da lontano. JWST sarà in grado di vedere le prime stelle formatesi nell'universo. Sarà in grado anche di attraversare la polvere cosmica, che distribuita lungo miliardi di anni luce diventa un muro per la luce visibile, e sarà in grado di analizzare la luce che attraversa l'atmosfera degli esopianeti per capire se ci sono indizi di forme di vita.
Non c'è possibilità di fare questo genere di osservazioni con Hubble, né con qualsiasi telescopio sulla terra.
A causa dell'enorme distanza richiederebbe una missione spaziale mai tentata prima dall'uomo, talmente costosa che si farebbe prima a mandarne su uno nuovo.
Per questo motivo ci vanno così cauti, niente può andare storto.
Tra l'altro... Quale Shuttle?
Beh è un articolo del 2007, allora lo Shuttle era ancora operativo.
Gran domanda !
immagino ce ne siano alcuni "di riserva" / backup, ma parlo da profano
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