NASA har några stora förhoppningar för James Webb Space Telescope, som avslutade den "kalla" fasen av sin konstruktion i slutet av november 2016. Resultatet av 20 års teknik och konstruktion, detta teleskop ses som Hubbles naturliga efterföljare. När den har distribuerats i oktober 2018, kommer den att använda en 6,5 meter (21 ft 4 in) primärspegel för att undersöka universumet i de synliga, nära-infraröda och mitt-infraröda våglängderna.
Sammantaget kommer JWST att vara 100 gånger mer kraftfull än sin föregångare och kommer att kunna se över 13 miljarder år i tid. För att hedra färdigställandet av teleskopet samarbetade Northrop Grumman - företaget som ingick av NASA för att bygga det - och Crazy Boat Pictures för att producera en kortfilm om det. Titeln "Into the Unknown - Story of NASA's James Webb Space Telescope", videokroniserar projektet från början till slut.
Filmen (som du kan se längst ner på sidan) visar konstruktionen av teleskopens stora speglar, dess instrumentpaket och dess ramverk. Det innehåller också konversationer med de involverade forskare och ingenjörer och några fantastiska bilder. Förutom att beskriva skapelseprocessen, fördjupar filmen också teleskopets uppdrag och alla de kosmologiska frågorna den kommer att ta upp.
När filmen tar upp arten av James Webbs uppdrag hyllar filmen också Hubble Space Telescope och dess många resultat. Under sina 26 års verksamhet har den avslöjat auroror, supernovor och upptäckt miljarder stjärnor, galaxer och exoplaneter, av vilka vissa visade sig kretsa inom deras stjärnas respektive bebyggda zoner.
Ovanpå detta användes Hubble för att bestämma universums ålder (13,8 miljarder år) och bekräftade förekomsten av det supermassiva svarta hålet (SMBH) - alias. Sagitarrius A * - mitt i vår galax, för att inte nämna många andra. Det var också ansvaret för att mäta hastigheten med vilken universum expanderar - med andra ord mätning av Hubble-konstanten.
Detta spelade en avgörande roll för att hjälpa forskare att utveckla teorin om Dark Energy, en av de mest djupgående upptäckterna sedan Edwin Hubble (teleskopets namngivare) föreslog att universum var i ett tillstånd av expansion redan 1929. Så det säger sig självt att utplaceringen av Hubble Space Telescope ledde till några av de största upptäckterna inom modern astronomi.
Med det sagt är Hubble fortfarande föremål för begränsningar, som astronomer nu hoppas att skjuta förbi. För det ena kan dess instrument inte ta upp de mest avlägsna (och därmed dimmaste) galaxerna i universum, som går till bara några hundra miljoner år efter Big Bang. Även med "The Deep Fields" -initiativet är Hubble fortfarande begränsat till att se tillbaka till ungefär en halv miljard år efter Big Bang.
Som Dr. John Mather, projektforskaren för James Webb Telescope, berättade för Space Magazine via e-post:
”Hubble visade att vi inte kunde se de första galaxerna födas, för de är för långt borta, för svaga och för röda. JWST är större, kallare och observerar infrarött ljus för att se de första galaxerna. Hubble visade att det finns ett svart hål i mitten av nästan varje galax. JWST kommer att se så långt tillbaka i tiden som möjligt för att se när och hur det hände: bildade galaxen det svarta hålet, eller växte galaxen runt ett befintligt svart hål? Hubble visade oss stora moln med glödande gas och damm där stjärnor föds. JWST kommer att titta igenom dammmoln för att se själva stjärnorna när de bildas i molnet. Hubble visade att vi kan se några planeter runt andra stjärnor, och att vi kan få kemisk information om andra planeter som råkar passera direkt framför sina stjärnor. JWST kommer att utvidga detta till längre våglängder med ett större teleskop, med en möjlighet att detektera vatten på en superjord-exoplanet. Hubble visade oss detaljer om planeter och asteroider nära hemmet, och JWST kommer att titta närmare, men det är fortfarande bättre att skicka en besökande robot om vi kan. "
I grund och botten kommer JWST att kunna se längre tillbaka till cirka 100 miljoner år efter Big Bang, när de första stjärnorna och galaxerna föddes. Den är också utformad för att arbeta vid L2 Lagrange Point, längre bort från jorden än Hubble - som var utformad för att förbli i låg jordbana. Detta innebär att JWST kommer att utsättas för mindre termiska och optiska störningar från jorden och månen, men kommer också att göra det svårare att underhålla.
Med sina mycket större uppsättning segmenterade speglar kommer den att observera universumet när det fångar ljus från de första galaxerna och stjärnorna. Dess extremt känsliga serie optik kommer också att kunna samla in information i lång våglängd (orange-röd) och infraröd våglängd med större noggrannhet, mäta rödskift av avlägsna galaxer och till och med hjälpa till i jakten på extra solplaneter.
När montering av de viktigaste komponenterna nu är klar kommer teleskopet att tillbringa de kommande två åren genomgår tester före det planerade lanseringsdatumet i oktober 2018. Dessa kommer att inkludera stresstester som utsätter teleskopet för de typer av intensiva vibrationer, ljud och g krafter (tio gånger jorden normala) det kommer att uppleva inuti Ariane 5 raket som tar den ut i rymden.
Sex månader före utplaceringen planerar NASA också att skicka JWST till Johnson Space Center där den kommer att utsättas för de typer av förhållanden den kommer att uppleva i rymden. Denna test består av forskare som placerar teleskopet i en kammare där temperaturen ska sänkas till 53 K (-220 ° C; -370 ° F), vilket kommer att simulera dess driftsförhållanden vid L2 Lagrange Point.
När allt detta är klart och JWST checkar ut kommer det att startas ombord på en Ariane 5 raket från Arianespace ELA-3-startplatta i franska Guayana. Och tack vare erfarenheterna från Hubble och uppdaterade algoritmer kommer teleskopet att fokuseras och samla in information strax efter det har lanserats. Och som Dr. Mather förklarade är de stora kosmologiska frågorna som det förväntas ta upp många:
”Var kom vi ifrån? Big Bang gav oss väte och helium utspridda nästan jämnt över hela universum. Men något, förmodligen tyngdkraften, stoppade materialets expansion och förvandlade det till galaxer och stjärnor och svarta hål. JWST kommer att titta på alla dessa processer: hur bildades de första lysande föremålen, och vad var de? Hur och var bildade de svarta hålen, och vad gjorde de med de växande galaxerna? Hur samlades galaxerna ihop, och hur växte galaxer som Vintergatan och utvecklade sin vackra spiralstruktur? Var är den kosmiska mörka materien och hur påverkar den vanlig materia? Hur mycket mörk energi finns det och hur förändras det med tiden? ”
Naturligtvis är NASA och det astronomiska samhället ganska glada över att James Webb-teleskopet är färdigbyggt och kan inte vänta tills det distribueras och börjar skicka tillbaka data. Man kan bara föreställa sig vilken typ av saker den kommer att se djupt i det kosmiska fältet. Men under tiden, se till att kolla in filmen och se hur denna ansträngning samlades:
