Eðlilegt að fólk sé stressað fyrir geimskot James Webb

Kári Helgason, stjarneðlisfræðingur, fylgdist um tíma með smíði sjónaukans en hann mun í kvöld halda smá upphitun á vegum Stjörnufræðivefsins fyrir geimskotið.

Kári var í doktorsnámi í Bandaríkjunum þegar verið var að smíða sjónaukann og vann doktorsverkefni sitt hjá Goddard-geimflugsmiðstöð Geimvísindastofnunnar Bandaríkjanna (NASA).

Það fólst í því að vinna úr gögnum úr öðrum geimsjónaukum eins og Hubble og Spitzer.

Í næsta húsi við það sem Kári vann í var verið að smíða James Webb á þessum tíma en þá stóð til að skjóta sjónaukanum á loft árið 2014. Kári fór svo aftur árið 2018 og skoðaði sjónaukann.

„Þetta er ekki hvaða tæki sem er. Þetta er arftaki Hubble-sjónaukans og tekur við kyndlinum af honum,“ segir Kári í samtali við Vísi. „Þetta er eitt dýrasta og fullkomnasta rannsóknartæki sem skotið hefur verið út í geim.“

Telur sjónaukann gjörbylta rannsóknum

Kári sagðist viss um að sjónaukinn muni gjörbylta geimrannsóknum á næstu tíu árum en hann á að vera starfræktur í um tíu ár. Kári segir að sumum gæti þótt það lítið en taka verði inn í myndina að hægt verði að nota sjónaukann mun oftar en til dæmis Hubble-geimsjónaukann.

Hubble hefur dugað í þrjátíu ár en en JWST tekur sér aldrei pásu og sér mun lengra og betur en Hubble.

JWST verður stærsti geimsjónaukinn í sögunni en spegill hans er 6,5 metrar að þvermáli. Til samanburðar er spegill Hubble, sem JWST leysir af hólmi, 2,4 metra breiður. Ólíkt Hubble-geimsjónaukanum sem hann leysir af hólmi er JWST næmur fyrir innrauðu ljósi en ekki sýnilegu.

Sjónaukinn er samstarfsverkefni NASA, evrópsku geimstofnunarinnar (ESA) og kanadísku geimstofnunarinnar. Honum verður skotið á loft frá evrópsku geimmiðstöðinni í Kourou í Frönsku Gvæjana.

Þróun og smíð James Webb hefur kostað um það bil tíu milljarða dala, sem lauslega reiknað samsvarar um 1,3 billjónum króna.

Kári segir eðlilegt að menn séu stressaðir fyrir geimskotinu um jólin enda megi ekkert klikka. Bili eitthvað sé ekki mögulegt að laga sjónaukann eða neitt slíkt vegna þeirrar sporbrautar sem hann verður á.

Hér má sjá myndband frá NASA þar sem meðal annars er farið yfir það að verkfræðingar telja minnst þrjú hundruð mismunandi hluti þurfa að heppnast í réttri röð til að ekkert fari úrskeiðis.

Kældur nærri alkuli

Ólíkt Hubble, sem er á braut um jörðina, verður JWST komið fyrir í svonefndum Lagrange-punkti 2, um 1,5 milljón kílómetra frá jörðinni í átt frá sólinni. Það er um fjórföld vegalengdin á milli jarðarinnar og tunglsins.

Lagrange-punktur 2 er staður í geimnum þar sem þyngdarkraftur jarðar og sólar jafnast út. Þegar James Webb verður kominn þangað fylgir hann eftir árlegri sporbraut jarðar í kringum sólina. Ferðin að Lagrange-punktinum tekur fjórar vikur.

Hér má sjá tölvuteiknað myndband sem sýnir sporbraut JWST.

Það er meðal annars vegna þess að sjónaukinn þarf að vera gífurlega kaldur til að virka. Það er svo sjónaukinn skynji ekki eigin innrauðu geislun. Hann á að verða -233 gráðu kaldur (um fjörutíu Kelvin). Skynjarar í sjónaukanum verða einungis -266 gráður eða um sjö kelvin.

Núll kelvin eða -273 gráður kallast alkul og er lægsta fræðilega hitastig alheimsins.

„Hjá Hubble er alltaf dagur,“ segir Kári. JWTS mun hins vegar vera lengra frá sólu og snúa alltaf bakinu og sólarskildi í sólina.

Rýnt í fortíðina

JWST mun nota þennan kulda til að greina innrauða geislun frá fjarlægustu svæðum alheimsins og er sjónaukanum meðal annars ætlað að reyna að sjá hvernig fyrstu stjörnur og vetrarbrautir alheimsins mynduðust skömmu eftir Miklahvell.

„Eftir hamaganginn við Miklahvell, nokkur hundruð milljón árum síðar, mynduðust fyrstu stjörnurnar,“ segir Kári.

Þessar stjörnur og vetrarbrautir sem þær mynduðu eru í svo mikilli fjarlægð frá jörðinni að það hefur tekið ljósið frá þeim svo langan tíma að berast hingað að við gætum séð hvernig þær litu út þegar alheimurinn var ungur.

JWST er því ætlað að rýna aftur í tímann, bókstaflega, og varpa ljósi á uppruna alheimsins.

Leita að reikistjörnum

Annað verkefni sem til stendur að nota sjónaukann í er að finna og greina aðrar reikistjörnur í öðrum sólkerfum og jafnvel kanna hvort þar geti mögulega fundist aðstæður sem henta lífi, eins og við þekkjum það.

Sjónaukinn verður einnig notaður til að kanna okkar eigin sólkerfi og jafnvel efni milli sólkerfa.

Það mun taka tæpan mánuð að senda JWST á rétta sporbraut og opna sjónaukann. Í kjölfar þess tekur við lang tímabil sem notað verður til fínstillingar. Kári segir þó að ætlast sé til þess að sjónaukinn sýni mátt sinn með smá sýningu áður en rannsóknir hefjast.

„Vísindin byrja ekki fyrr en um hálfu ári eftir geimskot,“ segir Kári. Hann segir þó að fyrstu myndirnar muni líklega berast nokkrum mánuðum eftir geimskot.

Hér má sjá myndband sem sýnir hvernig ferlið mun virka í kjölfar geimskotsins. Ekkert má fara úrskeiðis.

Kári segir einnig að mikla eftirvæntingu megi finna meðal vísindamanna og að JWST eigi eftir að nýtast á nánast öllum sviðum geimvísinda. Hann hefur þegar skoðað hverjum hefur verið veittur tími á sjónaukanum og segir miklan fjölbreytileika meðal þeirra vísindamanna.

Fara yfir sjónaukann og vísindin

Kári og Sævar Helgi Bragason verða með upphitun fyrir geimskotið á aðfangadag á Facebooksíðu Stjörnufræðivefsins í kvöld. Upphitunin hefst klukkan átta en þar sýna þeir meðal annars alls konar skýringarmyndbönd um JWST.

Auk þess munu þeir fara yfir hvernig hann er byggður, af hverju hann sé verkfræðilegt undur og svara spurningum áhorfenda.

„Við munum líka eyða svolitlu púðri í vísindin. Líf í alheiminum, svarthol, fyrstu stjörnurnar og svo framvegis,“ segir Kári. Hann ítrekar þó að þeir Sævar muni í rauninni bara giska, því maður viti aldrei hvað sjónaukinn muni finna.