Η NASA αναπτύσσει το διάδοχο του Hubble

Από το Associated Press, 12 Ιουλίου 2003

Η NASA άρχισε να εργάζεται για την κατασκευή του διαδόχου του Hubble, ένα διαστημικό τηλεσκόπιο που θα ονομάζεται Διαστημικό Τηλεσκόπιο James Webb και αναμένεται να είναι έτοιμο όχι πριν το 2011 ενώ υπολογίζεται ότι θα κοστίσει 824.8 εκατομμύρια δολάρια.

Η αποστολή των επιστημόνων είναι να κατασκευάσουν ένα κάτοπτρο για το τηλεσκόπιο ικανό να συλλάβει την πρώτη ακτινοβολία του Σύμπαντος, που ξέσπασε περίπου 11 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, αλλά είναι αόρατη στα ανθρώπινα μάτια.

Η ακρίβεια που απαιτείται για την κατασκευή του κατόπτρου είναι τεράστια και στο Κέντρο Διαστημικών Πτήσεων Marshall, οι τεχνικοί της NASA εξετάζουν δύο πρωτότυπα για το κάτοπτρο.

Το τηλεσκόπιο Webb -- που ονομάζεται έτσι προς τιμή του διοικητή της NASA, κατά τη διάρκεια του σεληνιακού προγράμματος εξερεύνησης Απόλλων -- διευθύνεται από το Κέντρο Διαστημικών Πτήσεων Goddard στο Μέρυλαντ, μαζί με την εταιρεία Northrop Grumman Space Technology ως κύριου αναδόχου. Η NASA πρόκειται να επιλέξει ένα από τα ανταγωνιστικά μοντέλα κατόπτρων, που φτιάχνονται από την Eastman Kodak Co. και την Ball Aerospace, από τις αρχές του φθινοπώρου.

Το κέντρο Marshall επιλέχτηκε να κάνει τη δοκιμή επειδή έχει μια ειδική αίθουσα δοκιμών αρκετά μεγάλη για να συγκρατήσει τα κάτοπτρα, τα οποία είναι περίπου ψηλά όσο κι ένα διώροφο σπίτι, και ικανά να αντιμετωπίσουν τις υπερβολικά ψυχρές θερμοκρασίες στο εξωτερικό διάστημα.

Επειδή το τηλεσκόπιο επιδιώκει να συλλάβει τις αόρατες υπέρυθρες ακτίνες, ή τη θερμική ακτινοβολία, αυτό πρέπει να τοποθετηθεί σε μια ψυχρή θέση στο διάστημα για να αποφύγει -- και έτσι να ανιχνεύσει -- τη θερμότητα του διαστήματος, εξηγεί ο Philip Stahl, ένας επιστήμονας του Marshall και υπεύθυνος για τις  εργασίες στα κάτοπτρα του τηλεσκοπίου.

Για να μείνει ψυχρό, το τηλεσκόπιο πρέπει να σταλεί περίπου 1.5 εκατομμύριο km από τη Γη -- τέσσερις φορές μακρύτερα από ό,τι είναι το φεγγάρι. Οι αστροναύτες δεν μπορούν να ταξιδέψουν τόσο μακριά στο διάστημα, έτσι η NASA θα έχει περιορισμένη δυνατότητα να διορθώσει τα προβλήματα με τα κάτοπτρα μόλις το τηλεσκόπιο είναι στην τροχιά του, συνεχίζει ο Stahl.

Γιατί είναι γνωστά τα αρχικά προβλήματα του Hubble στην τροχιά του. Γι' αυτό και θέλουν οι επιστήμονες να κάνουν πολλές δοκιμές στο έδαφος.

"Επιθυμώ να πω, ότι δεν πρόκειται να επαναλάβουμε τα λάθη που έγιναν στο Hubble με το νέο τηλεσκόπιο James Webb", εξηγεί ο Stahl.

Το τηλεσκόπιο κοστίζει 800 εκατομμύρια δολάρια και αυτό είναι κάτι λιγότερο από το κόστος δύο επανδρωμένων αποστολών στο Hubble, που κόστισαν περίπου $500 εκατομμύρια το κάθε ένα.

Μέρος των δοκιμών περιλαμβάνουν την προσπάθεια να προβλεφθεί πώς θα καμφθεί το τηλεσκόπιο και θα στρεβλώσει κάτω από τέτοιες ψυχρές θερμοκρασίες και χωρίς τα αποτελέσματα της βαρύτητας. Το περιθώριο για λάθος είναι απειροελάχιστο: το πρόβλημα με το Hubble, λέει ο Stahl, ήταν ένα ζήτημα που αφορούσε μια μεταβολή έξι μικρών στη λειότητα του κατόπτρου, ενώ η μέση ανθρώπινη τρίχα είναι πλάτους περίπου 200 μικρά.

Το τηλεσκόπιο Webb θα αρχίσει να παρατηρεί ως τα απώτατα άκρα του διαστήματος, που παρατηρούνται από το Hubble και θα προσπαθήσει να δει περίπου 10 δισεκατομμύρια έως 11 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι θα μπορέσουν να δουν ακτινοβολία που εκπέμφθηκε μισό δισεκατομμύριο χρόνια από το πρώτο φως του Σύμπαντος.

Οι αστρονόμοι θεωρούν ότι αυτό είναι το πρώτο φως -- που προκλήθηκε από τις εκρήξεις των πρώτων αστεριών, κάπου δύο δισεκατομμύρια έτη μετά από το Big Bang -- που δημιούργησε τα στοιχεία που απαιτήθηκαν για τη ζωή: άνθρακα, οξυγόνο, άζωτο και περισσότερα ακόμη.

"Μετά από εκείνο το σημείο άρχισαν να σχηματίζονται οι πλανήτες και τα οργανικά μόρια από τα οποία προήλθε η ζωή", λέει ο Dimitar Sasselov, ένας αστρονόμος του Κέντρου Αστροφυσικής Smithsonian στο Χάρβαρντ. Ο Sasselov, που μελετά τους πλανήτες έξω από το ηλιακό σύστημά μας, είπε ότι το Τηλεσκόπιο Webb θα βοηθήσει τους αστρονόμους να ψάξουν για τις "χημικές υπογραφές" των ατμοσφαιρών και ενδεχομένως της βιολογικής δραστηριότητας σε άλλους πλανήτες.

Ο John Mather, ένας ανώτερος επιστήμονας του προγράμματος για το τηλεσκόπιο Webb στο κέντρο Goddard της NASA, είπε ότι ενώ το νέο τηλεσκόπιο θα βοηθήσει τους αστρονόμους να συμπληρώσουν μερικά χάσματα στη γνώση που έχουν για την προέλευση της ζωής, θα έχει όμως και τους περιορισμούς του. Τα μελλοντικά διαστημικά τηλεσκόπια που προγραμματίζονται για να πετάξουν το 2020 και μετά, ήδη επεξεργάζονται τα σχέδια τους.

"Θα κάνουμε βεβαίως ένα βήμα. Βεβαίως δεν θα φτάσουμε και στο τέλος", λέει ο Mather. "Εμείς στοχεύουμε πρώτιστα στο αρχικό Σύμπαν, γι' αυτό και θα χρησιμοποιήσουμε λίγο διαφορετικό εξοπλισμό για να κάνουμε έρευνες σε πλανήτες και τη ζωή".

Ο Sasselov αναμένει με ενδιαφέρον να εξερευνήσει τους πλανήτες. "Ακόμη οκτώ χρόνια στα 10 δισεκατομμύρια χρόνια  που το φως ταξιδεύει δεν είναι τίποτα", είπε. "Είμαι αρκετά υπομονετικός για να περιμένω".

Η αντικατάσταση του Hubble

Ειδικοί της NASA έχουν συζητήσει το πότε και το πώς θα τεθεί εκτός λειτουργίας το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble, το όργανο που επιτάχυνε την έρευνα στο χώρο της αστρονομίας όσο κανένα άλλο.

Το πιο πιθανό σενάριο είναι ότι το Hubble θα καταστραφεί στην ατμόσφαιρα το 2010, ένα χρόνο πριν τεθεί σε τροχιά ο αντικαταστάτης του, το Διαστημικό Τηλεσκόπιο James Webb (JWST).

Πολλοί επιστήμονες θα προτιμούσαν όμως να παραταθεί η ζωή του Hubble, τουλάχιστον μέχρι την έναρξη της λειτουργίας του JWST, ή και περισσότερο.

Από το 1990 που τέθηκε σε τροχιά, το Hubble επέτρεψε για πρώτη φορά στους αστρονόμους να δουν το Σύμπαν χωρίς τις παραμορφώσεις που προκαλεί η γήινη ατμόσφαιρα.

Μεταξύ άλλων, το Hubble προσέφερε αποδείξεις για την ύπαρξη των μελανών οπών, νέες εκτιμήσεις για την ηλικία και τη διαστολή του Σύμπαντος και τις πρώτες εικόνες από άστρα στη γέννησή τους.

Οι απόψεις αυτών των επιστημόνων της NASA θα ληφθούν υπόψη από την επιτροπή που θα γνωμοδοτήσει για την τύχη του Hubble στην υπηρεσία τον Οκτώβριο, με επικεφαλής τον Τζον Μπάκαλ του Ινστιτούτου Προηγμένων μελετών στο Πρίνστον του Νιου Τζέρσι.

Αρχικά η NASA σκόπευε να επαναφέρει το τηλεσκόπιο στη Γη για να εκτεθεί σε μουσείο. Όμως μετά την καταστροφή του διαστημικού λεωφορείου Columbia τον περασμένο Φεβρουάριο, το εγχείρημα θεωρείται πλέον πολύ ριψοκίνδυνο.

"Η NASA δεν σκοπεύει να διακινδυνεύσει ανθρώπινες ζωές με σκοπό να αχρηστεύσει ένα σπουδαίο επιστημονικό όργανο", είπε ο εκπρόσωπος της υπηρεσίας Τζον Γκράσφελντ.

Η πρόταση να μεταφερθεί το Hubble σε υψηλότερη τροχιά απορρίφθηκε επίσης, εξαιτίας του κόστους και των κινδύνων του εγχειρήματος.

Από ό,τι έχει διαφανεί, το πιθανότερο είναι ότι το 2010 η NASA θα συνδέσει στο τηλεσκόπιο έναν προωθητήρα που θα το θέσει εκτός τροχιάς και θα το οδηγήσει να καταστραφεί στην ατμόσφαιρα πάνω από τον ωκεανό. Η αποστολή εκτιμάται ότι θα κοστίσει περίπου 700 εκατ. δολάρια.

Πολλοί ειδικοί υποστήριξαν, ωστόσο, ότι η τοποθέτηση του προωθητήρα μπορεί να συνδυαστεί με αναβάθμιση του τηλεσκοπίου και εγκατάσταση νέων οργάνων, ώστε το Hubble να παραμείνει σε τροχιά για έναν ακόμα χρόνο.

Ωστόσο ένας από τους ειδικούς που εργάζονται στο JWST, ο Δρ Τζορτζ Ρίκε του Πανεπιστημίου της Αριζόνα, υποστήριξε ότι δεν υπάρχει λόγος να διατεθούν κονδύλια για την αναβάθμιση, ώστε το Hubble να συνεχίσει της παρατηρήσεις του, ενώ «κατασκευάζουμε ένα άλλο όργανο για να κάνει το ίδιο πράγμα ακόμα καλύτερα».

Το James Webb θα έχει μεγαλύτερη ευαισθησία από το Hubble -θα μπορεί, για παράδειγμα, να δει μέσα από σύννεφα κοσμικής σκόνης.

Αντίθετα όμως από το Hubble, παρουσιάζει το σημαντικό μειονέκτημα ότι δεν μπορεί να παρατηρήσει ακτινοβολία στο μέρος του φάσματος πέρα από το υπεριώδες