un blog de Radu Dumitru

Canalele mele de YouTube: youtube.com/RaduDumitru și youtube.com/NwraduBlog ••• Știri despre Ucraina

Care-i treaba cu noul telescop spațial James Webb

28 Dec 2021  ·

TEHNOLOGIE  ·

24 comentarii

NASA a lansat în ziua de Crăciun telescopul spațial James Webb, care va fi un Hubble mult mai bun. S-a potrivit bine cu ziua de Crăciun, a fost ca un miracol pentru că mulți nu credeau că-l mai văd lansat vreodată. Fusese proiectat în 1996 pentru o țintă inițială de lansare de 2007. Here we are now, după multe amânări.

Este destul de cool: NASA spune că telescopul James Webb poate simți căldura emisă de un bondar de la o distanță cât cea a Lunii față de noi. Și este cool la propriu, trebuie să stea la sub -200 de grade Celsius pentru a funcționa.

Cei de la NASA erau optimiști cu bugetul inițial. În cele din urmă a costat de 20 de ori mai mult, a supraviețuit mai multor tentative de anulare a proiectului, a trecut prin câteva probleme semnificative în testarea îndelungată prin care a trecut, iar în ultimii ani părea constant amânat pe anul următor sau mai rău. A decolat pe 25 decembrie spre punctul Lagrange 2 dintre Soare și Pământ.

Telescopul în sine pare mișto gândit. Numit oficial James Webb Space Telescope (JWST), după un administrator NASA din perioada 1961-1968. Este construit și operat ca o colaborare între NASA, Agenția Spațială Europeană și cea canadiană. JWST are misiunea și instrumentele necesare pentru a studia la cele mai bătrâne galaxii, dorindu-se a se vedea mai multe informații despre nașterea Universului. Teoretic telescopul este mult mai sensibil decât Hubble, adică  “vede” mult mai bine datorită oglinzii de 4 ori mai mari ca suprafață. Poate vedea și planetele altor sisteme solare pentru a-și da seama mai bine de tipul atmosferei lor, practic este un Hubble la puterea a patra.

JWST are o oglindă de 6,5 metri în diametru. Nu putea fi lansată la această dimensiune în spațiu (Ariane 5 are un diametru de vreo 4,5 metri), așa că de fapt este compusă din 18 oglinzi hexagonale, placate cu un aliaj de aur și beriliu, care în spațiu se vor îmbina automat. Motorașe foarte precise le pot alinia la nivel de milimetru.

Telescopul nu vede ca ochii noștri. Este gândit în principal pentru spectrul de lumină în infraroșu apropiat, dar în total se duce de la infraroșu mediu până în spectrul vizibil de roșu și chiar portocaliu, adică prima parte a spectrului pe care-l văd și ochii noștri. Dacă vreți cifre, vede lungimi de undă de la 0,6 la 28,5 micrometri, pe când ochii noștri văd între 0,4 si 0,7 micrometri.

Ideea este că lumina de la obiectele foarte îndepărtate își schimbă frecvența în propagarea sa (efectul Doppler, tot acela care schimbă și felul în care șuieratul unui tren se aude diferit în funcție de dacă se apropie sau depărtează de tine) și ajunge aici în infraroșu apropiat. JWST este pregătit să o recepționeze.

Asta a dus însă la niște șmecherii tehnice necesare telescopului. Întrucât telescopul vede practic căldura emisă de alte corpuri cerești, el trebuie ținut la 50 Kelvin (deci vreo -220 grade Celsius) pentru că, dacă s-ar încălzi mai mult de atât, propria căldură ar bruia instrumentele de detecție. Inclusiv în zborul său până la poziția finală trebuie să nu-l vadă soarele.

Pentru a nu se încălzi în spațiu, are un scut termic de amploare. Mie mi se pare că arată ca un Star Destroyer cu un telescop deasupra. Partea argintie este scutul termic, ceva material special, gros de 1 mm, pus în vreo 5 straturi și care ține umbră telescopului. Și acesta urmează să se desfășoare în spațiu, probabil atunci când ajunge pe poziție, având dimensiunea totală a unui teren de tenis. Aici este tricky, un test mai vechi a dus la sfâșierea scutului termic, de unde s-a tras încă o întârziere de câțiva ani pentru reproiectare și testare.

Telescopul este spațial. Acolo e frig, acolo nu este bruiat de atmosfera Pământului, care filtrează multă lumină în infraroșu. Dacă Hubble orbitează însă Terra la vreo 500 km altitudine, JWST a fost trimis spre punctul Lagrange L2 al perechii Pământ-Soare. Acela este punctul în care atracția Soarelui se adună cu cea a Pământului, așa că telescopul va sta acolo în poziție de echilibru, orbitând în jurul Soarelui în același ritm cu Pământul. Punctul acesta se află la 1,5 milioane de kilometri în sens opus de Soare, distanță ce face imposibilă repararea telescopului în caz de probleme. Un pariu de 10 miliarde de dolari, dar ingineria a ajuns la cote înalte.

JWST va face 30 de zile până la punctul L2. A fost lansat pe 25 decembrie, deci la final de ianuarie ar trebui să fie pe poziție. Momentan călătorește cu aproape 1,3 km/s prin spațiu și a executat o mică ardere de ajustare a traiectoriei. Racheta Ariane i-a dat intenționat un boost mai mic decât ar fi trebuit pentru ca nu cumva telescopul să depășească zona L2, caz în care nu s-ar fi putut întoarce pentru că trebuie să stea întotdeauna cu scutul termic spre Soare. Așa că a plecat mai lent, dar un booster suplimentar atașat de telescop îi corectează traiectoria.

Are NASA o pagină în care arată exact unde este telescopul James Webb și etapa călătoriei sale. Aici sunt și o mulțime de albume foto și infografice. Mi se pare uimitor și câte materiale pune NASA la dispoziția profesorilor ce vor să le predea elevilor astfel de informații. Sunt curios dacă la noi face cineva asta.

    24 comentarii

  1. Cred ca va fi uimitor daca va fi preluat de cineva de la noi pentru elevi / studenti.
    Motivatia de ambele parti e foarte slaba , pe ici colo cate ceva. Vom trai cu sistemul asta de invatamant multi ani de acum incolo.

    Ce e interesant la proiectul asta , cum de un produs care a traversat zeci de ani pentru realizare, se poate articula eficient, stiind cate avansuri tech s-au facut in 20 de ani , sa zicem. Adica, concret luand un sistem sau subansamblu al telescopului, care s-a proiectat si realizat in anii 2005 de exemplu, inca nu e depasit tehnologic in 2020 sau 21 pentru a intra in productie ( lansare ). Sau poate asta e compromisul si dezavantajul unei astfel de intinderi pe o perioada lunga de timp.

      (Citează)

    • Uneori e mai important ca stii despre un procesor ca a functionat 10-20 ani neintrerupt decat sa te trezesti ca se prajeste in 10minute de la iesirea in spatiu. Oricum, cred ca anumite module, le pot adapta pe final.. spre exemplu partea de comunicatie cu solul pentru transmisie mai rapida.

        (Citează)

  2. Close. Oglinda e de peste 6 ori mai mare la Webb decat la Hubble. Layerele de la scutul solar sunt de 0,025 – 0,05mm grosime, sunt foarte subtiri. Oglinzile sunt facute din beriliu care e foarte dur si usor, placate cu un strat foarte subtire de aur pe deasupra, care reflecta mai bine radiatia infrarosie, nu din aliaj. Alinierea oglinzilor se face la ordin de nanometri, nu milimetri. Oglinda trebuie sa fie coerenta la nivel de fractiune de lungime de unda a radiatiei masurate, Milimetrul e ceva incredibil de grosier.

      (Citează)

  3. “Acela este punctul în care atracția Soarelui se adună cu cea a Pământului, așa că telescopul va sta acolo în poziție de echilibru”

    Ai câteodată niște expresii…

    Forțele se anulează, nu se adună.

      (Citează)

    • Inginer de KFC :)

        (Citează)

    • Nu prea. Forțele se compun sau se descompun, iar în funcție de sensul fiecăreia vor avea semne diferite în calculul rezultantei. Forțele se adună pentru că, făcând un calcul grosier și extrem de mult simplificat, în punctul mai sus menționat forțele vor fi egale în modul (ca valoare) dar vor avea semne (sensuri) diferite, direcția fiind aceeași (vectori, alea alea). Rezultanta este „rezultatul” adunării forțelor. Și în matematica simplă anularea presupune o adunare a două cantități egale, una pozitivă și alta negativă.

        (Citează)

    • Vectorii forțelor se adună sau compun, rezultanta fiind 0 în acel punct L2.

        (Citează)

    • @ZuLu, @Anda, Lagrange L2 este punctul in care forta de atractie gravitationala a Soarelui se aduna cu cea a Pamantului, iar valoarea lor combinata egaleaza forta centrifuga exercitata asupra satelitului. Astfel, acesta ramane in echilibru in aceeasi pozitie relativa fata de Pamant si Soare.

      Deci este corect cum s-a exprimat Radu, cele 2 forte se aduna. Doar ca nu a mai precizat ca exista si o forta centrifuga pe acolo.

      Daca vreti un punct in care cele 2 foarte se anuleaza, atunci discutam despre punctul Lagrange L1 care se afla pe linia dintre Pamant si Soare, la o distanta mai mica fata de Pamant.

        (Citează)

  4. Reiese cumva implicit din textul tau, dar de mentionat raspicat ca Lagrange 2 e punctul perfect pt ampladarea JWST pentru ca e mereu in umbra Pamantului, nu este luminat direct de Soare, deci ai umbra si frig dintr-un foc.
    Nu e atat de stabil precum L4 si L5, vor fi necesare corectii pe termen lung, dar nu asta era important aici.
    Ce tare ca incet incet se aglomereaza punctele Lagrange :)
    Ma intreb daca generatia noastra (30-45 ani) va apuca sa vada Lagrange 1 transformat intr-o parcare/ depozit spatial.

      (Citează)

  5. Punctul Lagrange 2 (L2) este pe partea opusa a pamantului din directia soarelui, nu intre soare si pamant.

      (Citează)

  6. Mihai:
    L1 dintre Pământ și Lună ?

    Ma referam la L1 terra-soare, care e mai stabil decat L1 terra-luna, dar da si ala in mod normal ar deveni o alta mare parcare.

      (Citează)

    • L1 dintre Pamant si Luna ar putea fi un punct foarte bun pentru o statie spatiala de tranzit in eventualitatea in care am avea calatorii constante catre satelitul natural.

        (Citează)

  7. Adică suma tuturor este 0 :)
    Cum zicea și bietul Eisenstein, depinde de punctul de referință (adică telescopul)

    Andrei G:
    @ZuLu, @Anda, Lagrange L2 este punctul in care forta de atractie gravitationala a Soarelui se aduna cu cea a Pamantului, iar valoarea lor combinata egaleaza forta centrifuga exercitata asupra satelitului. Astfel, acesta ramane in echilibru in aceeasi pozitie relativa fata de Pamant si Soare.

    Deci este corect cum s-a exprimat Radu, cele 2 forte se aduna. Doar ca nu a mai precizat ca exista si o forta centrifuga pe acolo.

    Daca vreti un punct in care cele 2 foarte se anuleaza, atunci discutam despre punctul Lagrange L1 care se afla pe linia dintre Pamant si Soare, la o distanta mai mica fata de Pamant.

      (Citează)

  8. “un Star Destroyer cu un telescop deasupra” – asta e cea mai tare descriere :-)

      (Citează)

  9. grigo:
    Close. Oglinda e de peste 6 ori mai mare la Webb decat la Hubble. Layerele de la scutul solar sunt de 0,025 – 0,05mm grosime, sunt foarte subtiri. Oglinzile sunt facute din beriliu care e foarte dur si usor, placate cu un strat foarte subtire de aur pe deasupra, care reflecta mai bine radiatia infrarosie, nu din aliaj. Alinierea oglinzilor se face la ordin de nanometri, nu milimetri. Oglinda trebuie sa fie coerenta la nivel de fractiune de lungime de unda a radiatiei masurate, Milimetrul e ceva incredibil de grosier.

    Mi se pare un articol slabut, in care Radu pare ca a incercat sa explice unor copii de generala intr-un limbaj simplu pe inteles lor care e treaba cu acest telescop.

      (Citează)

  10. Super misto, sunt extaziat ca niste geeks si-au petrecut mai mult de jumatate din cariera ca sa puna pe orbita ceva ce probabil e deja depasit tehnologic, la un pret de doar 20 de ori mai mare decat bugetul initial. Intretimp, maretii oameni de stiinta au aflat cate (si cat de des) rapeluri o sa facem? Sau o au gasit vreo aspirina ca sa trateze covidul?

      (Citează)

    • Cum poate fi depasit tehnologic un telescop spatial care, daca totul merge bine, va fi mult mai performant decat orice exista in momentul de fata? De fapt, cel mai probabil in urmatorii 10-15 ani nu va fi lansat nimic care sa se ridice la nivelul acestuia.

      Stii ca stiinta este impartita in mai multe categorii, nu? Adica maretii oameni de stiinta din medicina au reusit sa aduca pe piata un vaccin viabil in doar 1 an de zile, adica o performanta fantastica.

      Acum tu spui ca ar trebui sa nu ne mai concentram pe nici o alta ramura stiintifica si toata lumea sa incerce sa afle cate rapeluri o sa fie necesare pentru a scapa de Covid?
      Raspunsul deja a fost dat de multi cercetatori, doar ca nu prea vrem sa-l acceptam: “la fel ca la gripa, probabil va fi nevoie de un vaccin/rapel in fiecare an”.

        (Citează)

    • Pai cum in fiecare an, ca evreii deja vb de doza 4 la mai putin de un an e cand au inceput. Sau e ca la programare. 1, 2 poate 3 sau 4, cine stie, plm incercam si vedem.

      Lasa-ma cu ramurile stiiintei, ca un dolar investit in covid e egal cu un dolar investit in astronomie si un dolar investit in combaterea foametei din africa. Sa faca stiiinta la ei acasa aia pasionatii (ca pe vremuri), nu pe bugete de miliarde ca sa studieze daca se invart sau nu furnicile in cerc.
      Pana una alta banu’ face lumea sa se invarta nu fortele centripete/fuge si nici punctul g a lui fourier. Deci daca din ’99 pana acum se bagau banii aia ca se se studieze mai mult coronavirusul, pandemiile, cat de eficiente sau nu sunt mastile si alte mizilicuri d-astea si mai putin telescopul lu’ nenea asta crezi ca ne era mai bine sau mai rau?
      Sau ti se pare ca eram pregatiti super bine (asa ca omenire) acu’ 2 ani?

        (Citează)

    • @boris, ceea ce nu intelegi tu este ca banii cheltuiti in orice ramura de cercetare se intorc in economie. O parte dintre tehnologiile dezvoltate si folosite pentru trimiterea telescopului in spatiu isi vor gasi utilitatea si in viata de zi cu zi.

      Uite cateva exemple de tehnologii care au fost dezvoltate initial pentru cercetarea spatiului si apoi au fost adaptate pentru viata de zi cu zi:
      – sistemele de pozitionare globala: GPS, Glonass;
      – senzorii din camerele digitale;
      – materialele folosite la echipamentele pompierilor;
      – panouri solare;
      – sisteme de filtrare a apei;
      – tehnologia LASIK care este folosita in prezent pentru operatii de cornee;

      Dar, revenind la intrebarea ta. Poate ca era mai bine daca se investea in cercetare pentru combaterea unui virus care nu aparuse inca. De fapt, asa cum am spus mai sus, chiar s-a investit o suma suficient de mare incat industria medicala a fost capabila sa produca un vaccin in aproximativ 1 an de zile (ceea ce este un termen record).

        (Citează)

    • Andrei, da, revin banii aia in economie, sub forma de aifoane, ps-uri, case luxoase si ce isi mai cumpara geeksi aia de 20 de ani de cand lucreaza la ceva vag nefolositor. Cand ei ar fi fost mai utili societatii vanzand burgeri la mec sau incercand sa uneasca pacificul de las vegas cu o lopata in mana.
      Ce nu intelegi tu e ca aia sunt bani ai contribuabililor americani si poate chiar ai tai si ai mei (din moment ce se mentioneaza si agentia europeana pe acolo). Asa ca nu inteleg de ce m-as extazia ca au facut un telescop de 20 de ori mai scump decat planificat initial. Daca era vreo autostrada in romania cu rezultatele astea urlam toti ca se fura si coruptie. Macar autostrada ar fi fost utila. Asa ne udam toti ca….cercetare.

      Cat despre beneficiile venite din cercetarea spatiului, sa fim seriosi, tot ce a facut nasa and co a fost doar inca o aripa a bugetului militar bagat in concursuri de masurat lula (cine pune primul om pe luna, cine isi omoara mai misto primul cosmonaut, etc). Bani consumati absolut inutil ca sa ne demonstram unii altora care e mai smecher, si bani din care au trait vieti bune generatii de paraziti care au gravitat in jurul domeniului. Bine ca au iesit si 2-3 tehnologii utile omenirii din asta, oare cate ar fi iesit daca se bagau bani specific pentru asta si nu chestii adiacente.

        (Citează)

    • @Boris, si daca banii se bagau in cercetare legata de coronavirusuri (desi acum 20 de ani nu stia nimeni ca va fi o pandemie) cercetatorii din domeniul medical nu isi cumparau aifoane si case luxoase? Nu era acelasi lucru?
      Angajatii din domeniul medical sunt unii dintre cei mai bine platiti din lume. In general mai bine platiti decat angajatii NASA si chiar si decat cei din domeniul cercetarii militare.

      Dar mergand pe ideea ta, daca se investesc toti banii in medicina si peste 5 ani o sa apara un asteroid care se indreapta catre Pamant si noi nu putem sa-l depistam decat atunci cand este prea tarziu sa mai facem ceva? O sa spui acelasi lucru? O sa te intrebi de ce s-a pierdut timpul cu cercetarea medicala si nu s-au investit toti banii in analiza corpurilor ceresti care aveau un potential infinit mai mare pentru distrugere?

      Tehnologiile alea utile pentru omenire nu ar fi aparut daca nu era nevoie de ele pentru cercetarea spatiala. De exemplu panourile solare erau extrem de ineficiente si nu erau considerate o sursa viabila de energie. Astfel nu ar fi investit nimeni in tehnologia asta daca nu era singura varianta ce putea fi folosita in spatiu. Oamenii au inceput sa se gandeasca la panourile solare numai dupa ce NASA a demonstrat ca pot ajunge la un nivel rezonabil de eficienta.

        (Citează)

    • @Boris, intotdeauna se cheltuie bani si pentru lucruri inutile, dar asa am ajuns la nivelul actual de dezvoltare.
      Cand au fost puse bazele internetului, nu isi imagina nimeni amploarea la care va ajunge. Ba chiar sunt convins ca au fost cativa ca tine care au considerat ca niste geeks primesc bani aiurea de la stat ca sa se “joace” cu niste computere.
      Dar iata, ca dupa doar cateva zeci de ani, ai ajuns sa folosesti tehnologia aia in viata de zi cu zi. Nu mai esti nevoit sa iti comunici ideile prin scrisori sau prin dezbateri la carciuma din colt. Poti sa o faci comod din propriul fotoliu sau scaun de birou.

      Crezi ca s-ar fi gandit cineva ca este posibil sa lanseze o constelatie de sateliti care sa fie folositi pentru pozitionarea globala daca nu ar fi existat cursa spatiala dintre SUA si URSS? Si chiar daca s-ar fi gandit, de unde obtineau finantarea pentru asa ceva?

        (Citează)

  11. O mica corecție. JWST este de 100 de ori mai puternic că Hubble, nu doar de 4 ori. :)

      (Citează)

    Alătură-te discuției, lasă un mesaj

    E-mail-ul nu va fi publicat. Fără înjurături și cuvinte grele, că vorbim prietenește aici. Gândiți-vă de două ori înainte de a publica. Nu o luați pe arătură doar pentru că aveți un monitor în față și nu o persoană reală.

    Apăsați pe Citează pentru a cita întreg comentariul cuiva sau selectați întâi anumite cuvinte și apăsați apoi pe Citează pentru a le prelua doar pe acelea. Link-urile către alte site-uri, dar care au legătură cu subiectul discuției, sunt ok.


    Prin trimiterea comentariului acceptați politica de confidențialitate a site-ului.



    Vreți un avatar în comentarii? Mergeți pe gravatar.com (un serviciu Wordpress) și asociați o imagine cu adresa de email cu care comentați.

    Dacă ați bifat să fiți anunțați prin email de noi comentarii sau posturi, veți primi inițial un email de confirmare. Dacă nu validați acolo alegerea, nu se va activa sistemul și după un timp nu veți mai primi nici alte emailuri

    Comentariile nu se pot edita ulterior, așa că verificați ce ați scris. Dacă vreți să mai adăugați ceva, lăsați un nou comentariu.

sus