Konečně to začíná být reálné! Po třech desetiletích od návrhu koncepce, přes návrh provedení, odklady, neúspěchy a hrozby úplného zrušení odstartoval vesmírný dalekohled Jamese Webba den po Štědrém dnu, 25. prosince 2021 hodinu a dvacet minut po poledni našeho času z vesmírného střediska Kourou ve Francouzské Guyaně na raketě Evropské vesmírné agentury Ariane 5!
Je úžasné, že první plány vyslat do vesmíru JWST (James Webb Space Telescope) se zrodily už v roce 1989, tedy ještě předtím, než byl vypuštěn Hubbleův vesmírný dalekohled. Gigantický skládací dalekohled byl vymyšlen a technicky připraven během desetiletého přípravného období, které trvalo až do roku 2001. Návrh počítal s tím, že se bude jednat o přístroj pracující v blízké infračervené oblasti, který by mohl zkoumat širokou paletu objektů od exoplanetárních systémů až po úplně nejranější fáze vesmíru. Start byl naplánován na rok 2014. Jeho cesta do vesmíru ale nebyla jednoduchá. Vypuštění bylo nejdříve odloženo na první měsíce roku 2018. To se ale kvůli technickému stavu teleskopu opět nekonalo a bylo posunuto až na začátek roku 2020. V červnu 2018 NASA oznámila odložení vypuštění na 30. březen 2021. Tento termín byl ale rovněž zrušen, když NASA vydala 16. července 2020 zprávu, že kvůli dopadům pandemie covidu-19 a stálým technickým výzvám, se start teleskopu posouvá na 31. říjen 2021. Poslední informací, po několika dalších přesunech, bylo závěrečné datum startu určeno na 24. prosinec 2021. Kvůli špatnému počasí nakonec raketa Ariane vynesla JWST na jeho dlouhou cestu až 25. prosince 2021 ve 12:20 UT.
Projekt v letech 2010 až 2014 pohltil téměř polovinu celkového rozpočtu NASA poskytnutého na oblast astrofyziky, přičemž předpokládané náklady narostly z počáteční 1 miliardy dolarů na konečnou cenu 11 miliard dolarů. Navíc návrh Kongresu USA v roce 2011 ambiciózní projekt téměř zabil. Nakonec NASA zaplatila 9,7 miliardy dolarů ze svého účtu a partneři z Evropské kosmické agentury přispěli 810 miliony dolarů a Kanadská kosmická agentura poskytla 160 milionů dolarů.
Webb je bezesporu jedním z nejsložitějších a nejnákladnějších dalekohledů, jaké byly kdy postaveny. Ve své cílové pozici na dráze, v oblasti Lagrangeova bodu L2, plných 1,5 milionu km od Země, bude pracovat mimo dosah jakékoli možné opravné mise. Napoprvé bude muset správně rozvinout a rozložit svůj sedmivrstvý slunečník a všechny aparatury budou muset pracovat na sto procent. Jinak je definitivní konec.
Primární zrcadlo dalekohledu o průměru 6,5 metru je vyrobeno z 18 šestiúhelníkových pozlacených beryliových segmentů, výsledkem čehož je dalekohled 100krát výkonnější než 2,4 metrový Hubbleův teleskop. Webb tak slibuje, že posune hranice moderní astronomie.
Různé vesmírné dalekohledy zkoumaly světlo v rozličných vlnových délkách. Na připojeném obrázku jsou zobrazeny observatoře Neila Gehrelse Swift (rentgenové a gama paprsky), Rossi X-ray Timing Explorer (rentgenové záření s nižší energií), Hubbleův vesmírný dalekohled (blízké infračervené záření prostřednictvím blízkého ultrafialového záření), vesmírný teleskop Jamese Webba (blízko – a střední infračervené záření), Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (mikrovlny) a Very Large Array (rádio).
Nová infračervená observatoř je často považována za nástupce HST, ale zatímco HST pozoroval viditelné světlo a ultrafialové fotony, James Webb se bude specializovat na blízké infračervené vlnové délky (0,6 až 28,3 mikronů). Některé infračervené vlnové délky jsou sice dostupné ze Země, ale musíme opravdu zamířit do vesmíru, abychom viděli většinu infračervené oblohy. Zatímco mise jako Spitzer Space Telescope NASA a Hershel Space Observatory Evropské vesmírné agentury nám poskytly první vzrušující pohledy do této oblasti spektra, James Webb by nám měl v této oblasti astronomie rozrazit dveře dokořán.
Nyní tedy sebou na své cestě k bodu L2 James Webb Space Telescope nese naděje a sny astronomů z celého světa. Než ale budou moci být zahájena vědecká pozorování, musí dalekohled dosáhnout své konečné oběžné dráhy. Musí se rozvinout jeho sluneční clona a složité přístroje, které nese, se musí připojit a zkalibrovat. Neuvěřitelně složité zařízení dosáhne své konečné oběžné dráhy za něco málo přes dva týdny po startu. Časový harmonogram úkolů jejichž splnění povede k úspěchu je graficky znázorněno na připojeném obrázku. Skutečné uvedení do provozu ale zabere ještě podstatně více času. Bude pokračovat dalších minimálně šest měsíců. První snímky z JWST tak můžeme očekávat nejdříve ve druhé polovině roku 2022.
A na co se máme těšit? Desetiletá primární mise James Webb Teleskopu se bude zabývat čtyřmi klíčovými vědeckými oblastmi:
- Sledování vývoje formování galaxií
- Studia vývoje hvězd a planetární soustavy
- Získávání informací o exoplanetárních systémech a hledání možných známek života
- Pozorování nejstarších hvězd, které vznikly krátce po Velkém třesku
Hned několik odborných týmů věří, že se jim podaří sledovat exoplanety na drahách nacházejících se v obyvatelných zónách a zkoumat jejich atmosféry. Získaná spektra by mohla umožnit hledání náznaků přítomnosti vodní páry, oxidu uhličitého a metanu na těchto vzdálených světech. Naděje jsou ohromné, ale jaká bude realita, na to si musíme počkat.
V případě kosmologie by JWST měl být schopen detekovat „červenější“ vlnové délky než kterákoli předchozí sonda a umožnit odborníkům pohled dále v prostoru a čase. JWST se bude moci podívat ještě dál do minulosti než dvě dosud největší zařízení pracující na oběžné dráze – Hubble Space Telescope a rentgenová observaroř Chandra (viz obrázek).
Navrhovaný projekt COSMOS-Webb si například klade za cíl prozkoumat vesmír 400 000 až 1 miliardu let po Velkém třesku, tedy v době, kdy podle našich představ začínaly právě zářit první hvězdy. Měl by tak navázat na zkoumání ve stejné části oblohy jako to uskutečnily slavné snímky hlubokého vesmíru z Hubbleova kosmického dalekohledu.
Nový dalekohled by měl umět také zachytit formování hvězd a planet prakticky v „přímém přenosu“, a to nahlédnutím do prachem a plynem zahalených mlhovin.
Ale asi tím nejzajímavějším a nejpřekvapivějším by měly být objevy, kterých se dočkáme neočekávaně, aniž bychom o nich předem byť jen přemýšleli. Nová aparatura, s řádově vyššími parametry něž všechny předešlé, k tomu má ty nejlepší předpoklady. K naplnění uvedených plánů je dalekohled vybaven čtyřmi základními přístroji:
- Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec): NIRSpec navržený Evropskou kosmickou agenturou (ESA) s přispěním NASA umožní astronomům vidět světlo prvních hvězd a galaxií.
- Near-Infrared Camera (NIRCam): NIRCam má vestavěný koronograf, který mu umožňuje blokovat světlo z hostitelských hvězd a zobrazovat blízké exoplanety. Bude také zobrazovat nejstarší hvězdy a galaxie, stejně jako mladé hvězdy v Mléčné dráze.
- Mid-Infrared Instrument (MIRI): Podobně jako NIRCam bude MIRI pracovat na delších středních infračervených vlnových délkách a také jeho primární úkoly budou obdobné.
- Near-Infrared Imager Slitless Spectrograph (NIRISS): NIRISS, vytvořený Kanadskou kosmickou agenturou, bude pozorovat vlnové délky od 0,8 do 5,0 mikronů, provádět širokoúhlou bezštěrbinovou spektroskopii spolu s aperturní interferometrií.
Takže držme palce!
