تنظیم و آزمایش ابزارهای علمی تلسکوپ جیمز وب در جهت آغاز واقع شده است - شیوا مارکت

پس از ورود تلسکوپ فضایی جیمز وب (James Webb Space Telescope) به مقصد مداری خود پیرامون نقطه لاگرانژی 2 که در 24 ژانویه (4 بهمن) انجام شد، تیم مأموریت فرآیند اجرای مجموعه ای از مراحل حیاتی را شروع کرد: روشن کردن همه ابزارهای علمی، خاموش کردن بخاری ها به عنوان نخستین گام فرایند طولانی خنک سازی و در نهایت دریافت نخستین فوتون ها در دوربین اصلی، برای امکان سنجی انجام تراز دقیق تلسکوپ که چندین ماه طول خواهد کشید.

در حالی که ابزار MIRI و برخی از اجزای تلسکوپ در هفته های پس از پرتاب در 25 دسامبر (4 دی) راه اندازی شده بودند، تیم مأموریت تا چند روز پیش، روشن کردن سه ابزار به جای مانده شامل دوربین نزدیک فروسرخ (NIRCam)، طیف سنج نزدیک فروسرخ (NIRSpec) و حسگر راهبری دقیق/تصویرگر فروسرخ نزدیک و طیف نگار بی شکاف (FGS/NIRISS) را به پایان نرسانده بود.

اکنون که این ابزارها هم روشن شده اند، گام مهم بعدی تیم مأموریت خاموش کردن گرم کننده های ابزارهای علمی است. بخاری ها برای گرم نگه داشتن سازه های نوری تلسکوپ و پیشگیری از خطر تراکم آب و یخ ضروری بودند. اکنون با توجه به اینکه ابزارهای علمی معیارهای دمایی درنظر گرفته شده را برآورده می کنند، تیم بخاری ها را خاموش می کند تا ابزارها بتوانند فرآیند چند ماهه خنک سازی تا دمای نهایی را دوباره شروع کنند.

هنگامی که نیرکم (NIRCam) به دمای 120 کلوین (تقریبا منفی 153 درجه سانتی گراد) رسید، تیم جیمز وب، آماده است تا حرکت دقیق 18 بخش آینه اصلی را برای تشکیل یک سطح یکپارچه شروع کند. این تیم ستاره HD 84406 را به عنوان هدف نخست برای شروع این فرآیند انتخاب کرده است و این نخستین جرمی خواهد بود که NIRCam وقتی فوتون های نور به آشکارسازهای روشن شده آن برخورد کنند، می بیند.

یک ستاره بسیار درخشان که هرچند پس از فوکوس شدن آینه، برای مطالعه بسیار روشن خواهد بود، اما از سویی باعث می شود که برای جمع آوری داده های مهندسی در مدت دوره تراز کردن آینه های وب ایدئال باشد. این فرآیند هم ترازی، اساسا تصویری از 18 نقطه نوری تصادفی و تار ایجاد می کند. در چند هفته اول تراز کردن آینه، تیم مأموریت ابزار را با تمرکز روی دریافت نور ستاره آموزش می دهد و تنظیمات میکروسکوپی و نانومتری را در بخش های آینه انجام می دهد.

در نهایت مجموعه ای از 18 نقطه تار، تبدیل به یک تصویر متمرکز از ستاره می شوند. خنک سازی تلسکوپ و ابزار هم در ماه آینده ادامه خواهد یافت و ابزارهای نزدیک به فروسرخ در نهایت به دمای حدود 37 تا 39 کلوین (حدود منفی 234 تا منفی 236 درجه سانتی گراد) می رسند. سپس در ماه های پس از آن ابزار خنک ساز کرایوژنیک میری (MIRI) دما را تا 6 کلوین (حدود منفی 267 درجه سانتی گراد) سرد می کند.

جیمز وب در این هفته همچنین آنتن قدرتمند انتقال داده با نرخ بالای خود را روشن کرد که در کنار دریافت دستورها، از طریق شبکه فضای دوردست ناسا به تلسکوپ امکان ارسال حجم زیاد داده ها را می دهد. هم اکنون که رصدخانه به صورت کامل مستقر شده و در پیکربندی نهایی خود است، این آنتن در بخش زیرین تلسکوپ که رو به زمین است قرار گرفته و از بستر فضاپیما که تجهیزات ضروری مانند برق، کنترل ارتفاع و ارتباطات جای گرفته اند، به بیرون باز می شود.

همانند دیگر بخش های فضاپیما، آنتن پیش از آماده شدن برای استفاده در فضا، به طور گسترده روی زمین آزمایش شد. در دسامبر 2021 (آذر 1400) و تنها یک روز پس از پرتاب فضاپیما، این آنتن هم به عنوان بخشی از مجموعه آنتن گیمبالی فضاپیما باز شد. به گفته ناسا این آنتن بسیار زیاد استفاده خواهد شد زیرا باید حداقل 28.6 گیگابایت داده علمی را دو بار در روز از تلسکوپ وب به زمین بفرستد. داده ها از طریق فضا فرستاده می شوند و از طریق شبکه فضای دوردست ناسا که سه آنتن قدرتمند در نقاط مختلف زمین دارد، جمع آوری می شود تا همیشه حداقل یک مکان امکان ارتباط با وب را داشته باشد.

برای کارآمدتر کردن فرستادن داده ها، وب داده ها را روی بخشی از طیف الکترومغناطیسی با نام باند رادیویی Ka ارسال می کند که به گفته ناسا نرخ داده بسیار بالاتری نسبت به باند S که وب تا کنون برای ارتباطات استفاده کرده است، ارائه می دهد. باند Ka و آنتن بهره-بالا در نهایت به رصدخانه امکان می دهند تا همه تصاویر و داده های علمی را برای تجزیه وتحلیل و اکتشافات از طریق اخترشناسان سراسر جهان، به صورت کامل به زمین ارسال کند.

عکس کاور: طرحی گرافیکی از نورگیری تلسکوپ جیمز وب

Credit: NASA

منابع: SciTechDaily, Digital Trends