När den har distribuerats, James Webb rymdteleskop (JWST) kommer att vara det kraftfullaste teleskopet som någonsin har byggts. Som den andliga och vetenskapliga efterträdaren till Hubble, Spitzer, och Kepler rymdteleskop, detta rymdobservatorium kommer att använda sin avancerade svit med infraröda instrument för att titta tillbaka på de tidigaste stjärnorna och galaxerna, studera solsystemet i djupet och hjälpa till att karakterisera extra solplaneter (bland annat).
Tyvärr har lanseringen av JWST varit föremål för flera förseningar, med lanseringsdatumet nu fastställt under en tid under 2019. Lyckligtvis, torsdagen den 8 mars, började ingenjörer vid företagets huvudkontor Northrop Grumman det sista steget i observatoriets integration och testning. När den är klar är JWST redo att skickas till Franska Guyana, där den kommer att lanseras ut i rymden.
Den sista fasen bestod av att ta bort de kombinerade optiska och vetenskapliga instrumenten från deras fraktbehållare - känd som rymmeteleskoptransporter för luft, väg och hav (STTARS) - som nyligen anlände efter att ha testat vid NASA: s Johnson Space Center i Houston. Detta utgör hälften av observatoriet och inkluderar teleskopets 6,5 meter (21,3 fot) gyllene primära spegel.
Den vetenskapliga nyttolasten testades också på NASA: s Goddard Space Flight Center förra året för att säkerställa att den kunde hantera vibrationerna i samband med rymdutskott och temperaturer och vakuumförhållanden i rymden. Den andra hälften av observatoriet består av det integrerade rymdskeppet och solskyddet, som är i slutfasen av montering vid företagets huvudkontor Northrop Grumman.
Dessa kommer snart att genomgå ett lanseringsmiljötest för att bevisa att de är redo att kombineras med vetenskaplig nyttolast. När båda halvorna är färdiga med att integreras, kommer tilläggstest att utföras för att garantera att det fullt monterade observatoriet kan fungera vid L2 Earth-Sun Lagrange Point. Som Eric Smith, programdirektören för JWST vid NASA: s högkvarter, sa i ett nyligen uttalande från NASA:
”Omfattande och rigorösa tester före lanseringen har visat sig vara effektiva för att säkerställa att NASA: s uppdrag uppnår sina mål i rymden. Webb är långt in i sin testfas och har sett stor framgång med teleskopet och vetenskapliga instrument, vilket kommer att ge de spektakulära resultaten vi förväntar oss. ”
Dessa sista tester är avgörande för att säkerställa att observatoriet drar ut ordentligt och kan fungera när det är i rymden. Detta beror till stor del på teleskopets komplicerade design, som måste vikas för att passa in i Ariane 5-raketten så att den kommer att bära den ut i rymden. När det når sin destination, måste teleskopet återutvecklas genom att använda sin solskydd, speglar och primära spegel.
Allt detta representerar inte bara en mycket tekniskt utmanande fötter, det är första gången något rymdteleskop har tvingat utföra det. Utöver det finns det också de tekniska utmaningarna med att bygga ett komplext observatorium som är utformat för att fungera i rymden. Medan JWSTs instrument för optik och vetenskap alla byggdes vid rumstemperatur här på jorden, måste de utformas för att fungera vid kryogena temperaturer.
Som sådan måste speglarna poleras exakt och formas så att de skulle uppnå rätt form när de svalnat i rymden. På samma sätt kommer solskyddet att fungera i en tyngdkraftsmiljö, men byggdes och testades här på jorden där tyngdkraften är en rejäl 9,8 m / s² (1 g). Kort sagt, James Webb rymdteleskop är det största och mest komplexa rymdteleskop som någonsin har byggts och är ett av NASA: s högsta prioriterade vetenskapsprojekt.
Det är inte så konstigt varför NASA har tvingat sätta JWST genom en så mycket strikt testprocess. Som Smith uttryckte det:
”På NASA gör vi det till synes omöjliga varje dag, och det är vårt jobb att göra de svåraste saker som mänskligheten kan tänka på för rymdutforskning. Hur vi uppnår framgång är att testa, testa och testa igen, så vi förstår de komplexa systemen och verifierar att de kommer att fungera. ”
Att veta att JWST nu påbörjar den sista utvecklingsfasen - och att dess ingenjörer är övertygade om att den kommer att utföra uppgiften - är verkligen goda nyheter. Speciellt mot bakgrund av en ny rapport från det amerikanska regeringsansvariga byrån (GAO), där det förklarades att fler förseningar var troliga och att projektet troligen skulle överskrida det ursprungliga budgetstaket på 8 miljarder dollar.
Som rapporten antydde är det den sista fasen av integration och testning där problem troligen hittas och scheman revideras. I rapporten uppgavs emellertid också att "Med tanke på de investeringar som NASA har gjort och de goda resultat hittills, vill vi fortsätta mycket systematiskt genom dessa tester för att vara redo för en lansering våren 2019."
Med andra ord finns det inget som tyder på att kongressen överväger att avbryta projektet, oavsett ytterligare förseningar eller kostnadsöverskridanden. Och när JWST distribueras, kommer den att använda sina 6,5 meter (21 fot) infraröda optimerade teleskoper kommer att söka till ett avstånd av över 13 miljarder ljusår, så att astronomer kan studera atmosfärerna av solplaneter, exoplaneter och andra föremål inom vårt solsystem.
Så även om JWST kanske inte kommer att lansera sitt fönster 2019, kan vi fortfarande förvänta oss att det kommer att ta utrymme inom en snar framtid. Och när det gör det, kan vi också förvänta oss att det det avslöjar om vårt universum kommer att bli förvirrande!
