טלסקופ החלל ג'יימס ווב השווה 10 מיליארד דולר עזב אתמול (25/12/2021) את כדור הארץ במשימתו להראות לנו את הכוכבים הראשונים שהאירו את היקום. המצפה שוגר לרקיע בעזרת רקטת אריאן מבסיס החלל האירופי קורו בגיאנה הצרפתית. הטיסה שלו למסלול נמשכה קצת פחות מחצי שעה, ואז נקלט אות, על ידי אנטנה קרקעית במלינדי בקניה, שאישר את הצלחת השיגור.
ווב, הקרוי על שם ג'יימס אדווין ווב, מנהל נאס"א השני ואחד הארכיטקטים של נחיתות אפולו על הירח, הוא היורש של טלסקופ החלל האבל. עם זאת, מהנדסים העובדים עם סוכנויות החלל של ארה"ב, אירופה וקנדה בנו את מצפה הכוכבים החדש להיות חזק פי 100.
"התרומם מיער גשם טרופי אל הקצה של הזמן עצמו, ג'יימס ווב התחיל במסע חזרה ללידתו של היקום", אמר פרשן הטלוויזיה של סוכנות החלל האמריקאית רוב נאוויאס (Rob Navias), ברגע שהטיל עזב את כדור הארץ. לשיגור חיכו בכיליון עיניים והוא לווה גם במידה רבה של חרדה. אלפי אנשים ברחבי העולם עבדו על הפרויקט במהלך 30 השנים האחרונות, ולמרות שהאריאן הוא רכב אמין מאד - אין ערבויות בכל הנוגע לרקטות.
השיגור של ווב הוא רק ההתחלה של מה שתהיה סדרה מורכבת של פעילויות ראשוניות במהלך ששת החודשים הקרובים. הטלסקופ יוצב במסלול תצפית במרחק של כ-1.5 מיליון ק"מ מכדור הארץ. במהלך הנסיעה למקום הזה, ווב יצטרך לפרוק את עצמו מהקונפיגורציה המקופלת בה שוגר - כמו פרפר המגיח מהפקעת שלו.
זה לא יהיה קל, הודה מנהל נאס"א ביל נלסון: "אנחנו חייבים להבין שיש עדיין אינספור דברים שצריכים לעבוד והם צריכים לעבוד בצורה מושלמת. אבל אנחנו יודעים שבתגמול גדול, יש סיכון גדול. וזו כל המהות של העסק הזה ובגלל זה אנחנו מעזים לחקור."
לאחר השיגור, ייקח לווב כחודש לטוס לנקודת L2 בחלל. בזמן שהוא טס לשם, החל מכמה ימים לאחר השיגור, הוא יתחיל לפרוק לאט את המאפיין הגדול ביותר שלו, מגן השמש שלו בגודל של מגרש הטניס. מגן השמש נועד להפחית את חום השמש ביותר מפי מיליון למינוס 220 מעלות צלזיוס. יש לשמור על המראה והמכשור של ווב קרים. אם הם היו מתחממים על ידי השמש, הם היו פולטים קרינת אינפרא אדום. ואלה אותות אינפרא אדום חלשים מהקוסמוס הרחוק שווב נועד למדוד. סוכנות החלל האירופיס (ESA) העירה כי בכל שלב בתהליך הקירור "...ניתן לשלוט בו במומחיות מהקרקע, מה שנותן להפעלה של ווב שליטה מלאה כדי לעקוף כל בעיה בלתי צפויה בפרישה."
סוכנות החלל האירופית אמרה שצוות המשימה יכול לנהל את הקירור, שיימשך מספר שבועות, עם תנורי חימום כדי לשלוט בלחצים על מכשירים ומבנים. בינתיים, סוכנות החלל אמרה "...חצובת המראה המשנית תפרש, המראה הראשית תפרש, המכשירים של ווב יופעלו לאט, ומנועי דחף יכניסו את המצפה למסלול שנקבע. לאחר ההחדרה למסלול, ואחרי שהטלסקופ יתקרר ויתייצב בטמפרטורת הפעולה הקפואה שלו, צוות המשימה יקדיש מספר חודשים ליישור האופטיקה שלו ולכיול המכשירים המדעיים שלו. ואז ווב יתחיל לחקור את הקוסמוס באור אינפרא אדום באמצעות המראה הזהובה המסנוורת שלו.
אחד המאפיינים החשובים והמזוהים ביותר של ווב היא המראה הראשית שלו ברוחב 6.5 מטר. המראה הראשית של הטלסקופ קובעת כמה אור הוא יכול לאסוף, ולפיכך כמה עמוק הוא יכול לראות לתוך היקום. המראה של ווב רחבה כמעט פי שלושה מהמראה הראשית של האבל.
אולי תשמעו אנשים מדברים על מראת הזהב של הווב. המראה היא למעשה הרבה מראות. היא מורכבת מ-18 מקטעים נפרדים בצורת משושה העשויים מבריליום חזק מאד וקל משקל, שיפתח לאחר השיגור. כל אחד ממקטעי המראה של הטלסקופ מכוסה בשכבה מיקרוסקופית דקה של זהב. כיסוי זהב זה מייעל את מקטעי המראה להחזרת אור אינפרא אדום, שהוא אורך הגל העיקרי של האור שהטלסקופ יצפה בו. ל-18 המקטעים שיוצרים את הרפלקטור הזה יש מנועים קטנים מאחור שיתאימו את הקימור. "ואז הדבר הקריטי הוא שהכל צריך להיות קר מאד", הסביר מארק מק'קוגרין (Mark McCaughrean), יועץ מדעי בכיר בסוכנות החלל האירופית.
"הטלסקופ הזה למעשה יהיה במינוס 233 מעלות צלזיוס. רק אז הוא יפסיק להאיר באורכי הגל האינפרא אדום מעבר לנראה, היכן שאנחנו רוצים שהטלסקופ הזה יעבוד. ורק אז הוא יוכל לצלם את התמונות הרגישות של היקום הרחוק שבו הגלקסיות הראשונות נולדו, ושל כוכבי לכת שמקיפים כוכבים אחרים. אז יש עוד דרך ארוכה לעבור."
יעד מרכזי יהיה עידן הכוכבים החלוצים שסיימו את החושך, לפי התיאוריה, שאחז בקוסמוס זמן קצר לאחר המפץ הגדול לפני יותר מ-13.5 מיליארד שנים. הראקציות הגרעיניות בעצמים הללו היו אלה שיצרו את האטומים הכבדים הראשונים החיוניים לחיים - פחמן, חנקן, חמצן, זרחן וגופרית. מטרת-על נוספת עבור ווב תהיה לחקור את האטמוספרות של כוכבי לכת מרוחקים. זה יעזור לחוקרים להעריך אם העולמות האלה אפשריים לחיים.
"אנחנו הולכים להיכנס לעידן חדש לגמרי של אסטרופיזיקה, חזית חדשה; וזה מה שמרגש כל כך הרבה מאיתנו בטלסקופ החלל ג'יימס ווב", אמרה היידי האמל (Heidi Hammel), אסטרונומית פלנטרית ומדענית בינתחומית במשימה.
כפי שניתן לצפות, היכולות של הווב מתרחבות מעבר לאלו של טלסקופ החלל האבל. נאס"א אוהבת לומר שווב אינו תחליף להאבל, אלא יורשו. שני הטלסקופים ישתפו פעולה זה לצד זה למשך זמן מה, עם חפיפה מתוכננת. ווב יתבונן רחוק יותר לתוך אזורי האינפרא אדום של הספקטרום האלקטרומגנטי מאשר האבל, הוא ייכנס אפילו עמוק יותר לחלל מאשר האבל, וכך הוא יראה רחוק יותר אל העבר. הוא יוכל להציץ בתוך ענני אבק כוכבים שבהם נוצרים כוכבים ומערכות כוכבים.
אלפי מדענים, מהנדסים וטכנאים תרמו לבניה, לבדיקה ולאינטגרציה של ווב. בסך הכל השתתפו 258 חברות, סוכנויות ואוניברסיטאות: 142 מארצות הברית, 104 מ-12 מדינות באירופה ו-12 מקנדה.
מקורות:
