Πώς σχηματίστηκε το Ηλιακό μας Σύστημα;
Πώς ήταν το νεαρό Σύμπαν;
Πώς είναι οι πλανήτες γύρω από άλλα άστρα;
Τα 25 τελευταία χρόνια, το Χαμπλ απαντά σε αυτά, μα και σε πολλά άλλα ερωτήματα.
Όμως ακόμη και τα καλύτερα τηλεσκόπια χρειάζονται ένα συνεργάτη...
... και τέτοιος είναι ο ρόλος του Διαστημικού Τηλεσκοπίου James Webb.
Επεισόδιο 83: Κοσμικό Δίδυμο: Το Χαμπλ συναντά το James Webb
Παρουσιάζει ο Δρ. Τζέι, ή κατά κόσμον Δρ. Τζο Λίσκε
Από το 1990, το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Χαμπλ των NASA/ESA, υπήρξε εξαιρετικά επιτυχημένο, και όχι απλά εκπλήρωσε αλλά ξεπέρασε όλους τους στόχους του.
Το τηλεσκόπιο είναι μάλλον διάσημο για την συλλογή εντυπωσιακών φωτογραφιών του Σύμπαντος
όμως προσφέρει πολλά περισσότερα.
Τα τελευταία 25 χρόνια, το Χαμπλ αποδείχθηκε να είναι ένα από τα πλέον επιτυχημένα επιστημονικά όργανα που κατασκευάστηκαν ποτέ.
Από την προνομιακή του θέση, ψηλά έξω από την γήινη ατμόσφαιρα, πραγματοποίησε πολλές ανακαλύψεις.
Κατάφερε να μετρήσει με ακρίβεια την ηλικία του Σύμπαντος.
Έπαιξε σημαντικό ρόλο στην ανακάλυψη της επιταχυνόμενης διαστολής του Σύμπαντος.
Έχει αναλύσει εξωπλανήτες, ανακαλύψει υπέρμαζες μελανές οπές και παρακολουθήσει γαλαξίες να μεγαλώνουν, να συγκρούονται και να συγχωνεύονται.
Και αυτά είναι μόνο λίγα από τα επιτεύγματά του.
Το Χαμπλ υπήρξε το πρώτο τηλεσκόπιο σε τροχιά που μπορούσε να λάβει εικόνες στο ορατό και το εγγύς υπέρυθρο
έτσι το Χαμπλ υπήρξε πρωτοπόρο και προσέφερε μοναδικές ανακαλύψεις σε διάφορα πεδία της αστροφυσικής.
Δημιούργησε όμως και πολλά ερωτήματα, καθώς μας αποκάλυπτε την επιταχυνόμενη διαστολή, και το πώς μοιάζει το μακρινό Σύμπαν.
Το Χαμπλ υπήρξε εξαιρετικό, όμως υπάρχουν μέρη του Σύμπαντος που δεν μπορεί να δει.
Και εδώ εισέρχεται ο μελλοντικός συνεργάτης του Χαμπλ, το Διαστημικό Τηλεσκόπιο James Webb!
Αυτό το υπέροχο τηλεσκόπιο, αποτελεί συνεργασία της NASA, του Ευρωπαϊκού και του Καναδικού Οργανισμού Διαστήματος.
Το υπέρυθρο βλέμμα του James Webb, θα διεισδύσει στο Σύμπαν μέσα από αδιαφανή νέφη σκόνης αποκαλύπτοντας λεπτομερή δομή των περιοχών δημιουργίας άστρων πίσω από αυτά,
θα συλλέξει το φως των πρώτων άστρων και γαλαξιών, που δημιουργήθηκαν όταν το Σύμπαν ήταν πάρα πολύ νέο, και πολλά άλλα.
Θα μπορέσουμε να δούμε την εξέλιξη δομών στον κοσμικό χρόνο με πρωτοποριακό τρόπο.
Θα μπορέσουμε να χαρτογραφήσουμε για παράδειγμα, την επίδραση των βαρυτικών φακών, αυτά τα μικρά τόξα γύρω από σμήνη, τα οποία μας αποκαλύπτουν τη μάζα τους, με φανταστική λεπτομέρεια.
Και ίσως επίσης μπορέσουμε να προσεγγίσουμε τη φύση της σκοτεινής ύλης.
Είναι δύσκολο να το συλλάβουμε. Θα είναι πραγματικά εντελώς καινοτόμο.
Θα αλλάξει εντελώς το τι μπορούμε να κάνουμε και να μετρήσουμε.
Ποιές είναι λοιπόν μερικές διαφορές μεταξύ του Χαμπλ και του James Webb;
Πρώτα απ' όλα, το James Webb είναι τεράστιο, για διαστημικό τηλεσκόπιο.
Αν και το 2,4 μέτρων κάτοπτρο του Χαμπλ, είναι μεγάλο, ωχριά μπροστά στο 6,5 μέτρων του James Webb.
Το James Webb είναι ικανότερο στην ανίχνευση του ασθενούς φωτός από τους πρώτους γαλαξιες.
Μία ακόμη διαφορά είναι ότι το Χαμπλ σχεδιάστηκε ώστε να είναι επισκευάσιμο από αστροναύτες,
που αντικαθιστούν όργανα και ελαττωματικά εξαρτήματα.
Αυτό δεν θα είναι δυνατό για το James Webb, το οποίο θα αφεθεί στη τύχη του.
Το Χαμπλ είχε σχεδιαστεί να είναι επισκευάσιμο και αναβαθμίσιμο και έτσι
σε 5 διαστημικές αποστολές, το αναβαθμίζαμε - τελευταία φορά το 2009 - και ήμουν τυχερός να συμμετέχω σε αυτή την αποστολή -
τοποθετήσαμε νέα όργανα στο Χαμπλ, νέους ηλιακού συλλέκτες, υπολογιστές, μονάδες μνήμης και ότι χρειάστηκε για να παρατείνουμε το χρόνο ζωής του.
Έτσι πιστεύω ότι το Χαμπλ έχει αρκετά ακόμη να κάνει καθώς το Σύμπαν μας παρέχει πολλά μυστήρια για να επιλύσουμε.
Είμαι σίγουρος ότι η μεγαλύτερη ανακάλυψη του Χαμπλ δεν έχει ακόμη πραγματοποιηθεί.
Η διαφορετική σχεδίαση του James Webb έγκειται στο ότι θα παρατηρεί διαφορετικού είδους φως από το Χαμπλ.
Ενώ το Χαμπλ μπορεί να παρατηρήσει υπεριώδες, ορατό και λίγο υπέρυθρο, το James Webb εξειδικεύεται στο υπέρυθρο
και αυτό σημαίνει ότι πρέπει να έιναι ένα ψυχρό - πολύ ψυχρό - τηλεσκόπιο.
Το James Webb θα λειτουργεί περίπου στους μειον 230 βαθμούς Κελσίου - κάπου 40 βαθμούς πάνω από το απόλυτο μηδέν.
Ο λόγος είναι ότι τα θερμά σώματα εκπέμπουν υπέρυθρη θερμική ακτινοβολία.
Έτσι αν θέλουμε το υπέρυθρο τηλεσκόπιο να είναι εξαιρετικά ευαίσθητο πρέπει να το ψύχουμε σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες.
Αλλιώς, απλά θα τυφλώνεται από τη δική του θερμική ακτινοβολία.
Καθώς θα λειτουργεί σε εξαιρετικά ψυχρές θερμοκρασίες το James Webb είναι κατασκευασμένο διαφορετικά από το Χαμπλ.
Ειδικότερα θα έχει μία τεράστια ηλιακή ασπίδα για να διατηρεί ψυχρό το τηλεσκόπιο.
Το τηλεσκόπιο και η ασπίδα είναι τόσο μεγάλα, ώστε το James Webb θα πρέπει να ξεδιπλωθεί μετά την τοποθέτησή του.
Αποτελεί πρόκληση για τη μηχανική, καθώς ολόκληρο το τηλεσκόπιο κατασκευάζεται σε θερμοκρασία δωματίου,
αλλά πρέπει να είναι ευθυγραμμισμένο και να λειτουργεί σωστά όταν ψυχθεί - κάτι που αλλάζει το μέγεθος των εξαρτημάτων του.
Και μόνο να φτάσει κάτι στους 40 βαθμούς Κέλβιν, δεν είναι απλό.
Το JWST, διαθέτει μία μεγάλη ηλιακή ασπίδα, οπότε τα πάντα βρίσκονται στη σκιά της,
όμως πολλά εξαρτήματα πρέπει να καλυφθούν με πολλαπλά στρώματα κρυογενικής μόνωσης, που απαιτεί ειδική σχεδίαση και προσαρμογή,
με ιδιαίτερα δύσκολη εγκατάσταση, κάτι που αποτρέπει το σπονδυλωτό, επισκευάσιμο μοντέλο κατασκευής του Χαμπλ.
Η ανάγκη ψύξης του James Webb, βρίσκεται πίσω από ακόμη μία μεγάλη διαφοροποίησή του από το Χαμπλ.
Ενώ το Χαμπλ περιφέρεται γύρω από τη Γη σε απόσταση 500 χιλιομέτρων,
το James Webb θα ακολουθεί ένα διαφορετικό δρόμο - όχι σε τροχιά γύρω από τη Γη - σε απόσταση μισού εκατομμυρίου χιλιομέτρων από τη Γη.
Και οι αστρονόμοι θα έχουν ένα επιπλέον όφελος να προσμένουν -
καθώς όταν εκτοξευθεί το James Webb, το Χαμπλ θα είναι ακόμη ενεργό.
Έτσι για κάποιο χρονικό διάστημα, οι αστρονόμοι θα μπορούν να χρησιμοποιούν και τα δύο τηλεσκόπια για να παρατηρούν το Σύμπαν.
Ποιός ξέρει τι θα ανακαλύψουν;
Είμαι ο Δρ. Τζέι και εδώ τελειώνει και αυτό το επεισόδιο. Αυτή τη φορά η τεχνολογία μας εκπλήσσει πέρα από κάθε φαντασία.
Το Hubblecast είναι μία παραγωγή του ESA/Hubble στο Ευρωπαϊκό Νότιο Αστεροσκοπείο στη Γερμανία.
Η αποστολή του Χαμπλ αποτελεί διεθνή συνεργασία μεταξύ της NASA και του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος.