NASA heeft hoge verwachtingen van de James Webb-ruimtetelescoop, die eind november 2016 de "koude" fase van de constructie heeft voltooid. Als resultaat van 20 jaar engineering en constructie wordt deze telescoop gezien als de natuurlijke opvolger van Hubble. Zodra het in oktober 2018 is ingezet, zal het een 6,5 meter (21 ft 4 in) primaire spiegel gebruiken om het heelal te onderzoeken in de zichtbare, nabij-infrarode en midden-infrarode golflengten.
Alles bij elkaar zal de JWST 100 keer krachtiger zijn dan zijn voorganger en kan hij meer dan 13 miljard jaar in de tijd kijken. Om de voltooiing van de telescoop te eren, werkten Northrop Grumman - het bedrijf dat door NASA was gecontracteerd om het te bouwen - en Crazy Boat Pictures samen om er een korte film over te maken. Met de titel 'Into the Unknown - the Story of NASA’s James Webb Space Telescope', beschrijft de video het project van aanvang tot voltooiing.
De film (die u onderaan de pagina kunt bekijken) toont de constructie van de telescopen, grote spiegels, het instrumentenpakket en het frame. Het bevat ook gesprekken met de betrokken wetenschappers en ingenieurs en een aantal verbluffende beelden. De film gaat niet alleen in op het creatieproces, maar gaat ook in op de missie van de telescoop en alle kosmologische vragen die hij zal beantwoorden.
Door de aard van de missie van James Webb aan te pakken, is de film ook een eerbetoon aan de Hubble-ruimtetelescoop en zijn vele prestaties. In de loop van 26 jaar heeft het aurora's, supernova's onthuld en miljarden sterren, sterrenstelsels en exoplaneten ontdekt, waarvan sommige in een baan rond de respectieve bewoonbare zones van hun ster zijn gedraaid.
Bovendien werd Hubble gebruikt om de leeftijd van het heelal (13,8 miljard jaar) te bepalen en bevestigde het het bestaan van het superzware zwarte gat (SMBH) - ook bekend als. Sagitarrius A * - in het centrum van ons sterrenstelsel en niet te vergeten vele andere. Het was ook verantwoordelijk voor het meten van de snelheid waarmee het heelal uitdijt - met andere woorden, het meten van de Hubble-constante.
Dit speelde een cruciale rol bij het helpen van wetenschappers bij het ontwikkelen van de theorie van donkere energie, een van de meest diepgaande ontdekkingen sinds Edwin Hubble (de naamgenoot van de telescoop) voorstelde dat het heelal in 1929 in een staat van expansie verkeerde. Het spreekt dus voor zich dat de inzet van de Hubble-ruimtetelescoop leidde tot enkele van de grootste ontdekkingen in de moderne astronomie.
Dat gezegd hebbende, Hubble is nog steeds onderworpen aan beperkingen, die astronomen nu hopen te doorbreken. Ten eerste zijn de instrumenten niet in staat de verste (en dus zwakste) sterrenstelsels in het heelal op te pikken, die dateren van slechts een paar honderd miljoen jaar na de oerknal. Zelfs met "The Deep Fields" -initiatief is Hubble nog steeds beperkt tot ongeveer een half miljard jaar na de oerknal.
Zoals Dr. John Mather, de projectwetenschapper van de James Webb-telescoop, via e-mail aan Space Magazine vertelde:
"Hubble liet ons zien dat we de eerste sterrenstelsels niet konden zien, omdat ze te ver weg, te zwak en te rood zijn. JWST is groter, kouder en neemt infrarood licht waar om die eerste sterrenstelsels te zien. Hubble liet ons zien dat er in het centrum van bijna elk sterrenstelsel een zwart gat is. JWST kijkt zo ver mogelijk terug in de tijd om te zien wanneer en hoe dat is gebeurd: vormde de melkweg het zwarte gat of groeide de melkweg rond een reeds bestaand zwart gat? Hubble toonde ons grote wolken van gloeiend gas en stof waar sterren worden geboren. JWST zal door de stofwolken kijken om de sterren zelf te zien zoals ze zich in de wolk vormen. Hubble heeft ons laten zien dat we sommige planeten rond andere sterren kunnen zien en dat we chemische informatie kunnen krijgen over andere planeten die toevallig vlak voor hun sterren passeren. JWST zal dit uitbreiden naar langere golflengten met een grotere telescoop, met de mogelijkheid om water te detecteren op een superaarde exoplaneet. Hubble liet ons details zien van planeten en asteroïden dichtbij huis, en JWST zal het van dichterbij bekijken, hoewel het nog beter is om een bezoekende robot te sturen als we kunnen. "
In feite zal de JWST verder terug kunnen kijken tot ongeveer 100 miljoen jaar na de oerknal, toen de eerste sterren en sterrenstelsels werden geboren. Het is ook ontworpen om te werken op het L2 Lagrange-punt, verder weg van de aarde dan Hubble - dat is ontworpen om in een lage baan om de aarde te blijven. Dit betekent dat de JWST onderhevig zal zijn aan minder thermische en optische interferentie van de aarde en de maan, maar het zal ook moeilijker te onderhouden zijn.
Met zijn veel grotere set gesegmenteerde spiegels, zal het het heelal observeren terwijl het licht van de eerste sterrenstelsels en sterren opvangt. Het uiterst gevoelige optiekpakket kan ook met grotere nauwkeurigheid informatie verzamelen over de lange golflengte (oranjerode) en infraroodgolflengten, de roodverschuiving van verre sterrenstelsels meten en zelfs helpen bij de jacht op planeten buiten de zon.
Nu de assemblage van de belangrijkste componenten is voltooid, zal de telescoop de komende twee jaar testen ondergaan vóór de geplande lanceringsdatum in oktober 2018. Deze omvatten stresstests die de telescoop zullen onderwerpen aan de soorten intense trillingen, geluiden en g krachten (tien keer de normale aarde) die het binnenin zal ervaren Ariane 5 raket die hem de ruimte in zal brengen.
Zes maanden voor de lancering is NASA ook van plan de JWST naar het Johnson Space Center te sturen, waar het zal worden onderworpen aan de soorten omstandigheden die het in de ruimte zal ervaren. Deze test bestaat uit wetenschappers die de telescoop in een kamer plaatsen waar de temperatuur wordt verlaagd tot 53 K (-220 ° C; -370 ° F), wat de bedrijfsomstandigheden op het L2 Lagrange-punt simuleert.
Zodra dat allemaal is voltooid en de JWST uitcheckt, wordt deze aan boord van een gelanceerd Ariane 5 raket vanaf Arianespace's ELA-3 lanceerplatform in Frans Guayana. En dankzij de ervaring die is opgedaan met Hubble en bijgewerkte algoritmen, zal de telescoop worden gefocust en informatie verzamelen kort nadat deze is gelanceerd. En zoals Dr. Mather uitlegde, zijn de grote kosmologische vragen die het naar verwachting zal beantwoorden talrijk:
'Waar komen we vandaan? De oerknal gaf ons waterstof en helium die bijna uniform over het universum verspreid waren. Maar iets, vermoedelijk de zwaartekracht, stopte de uitzetting van het materiaal en veranderde het in sterrenstelsels en sterren en zwarte gaten. JWST zal naar al deze processen kijken: hoe vormden de eerste lichtgevende objecten en wat waren ze? Hoe en waar vormden de zwarte gaten zich, en wat deden ze met de groeiende sterrenstelsels? Hoe clusteren de sterrenstelsels samen en hoe groeiden sterrenstelsels zoals de Melkweg en ontwikkelden ze hun prachtige spiraalvormige structuur? Waar is de kosmische donkere materie en hoe beïnvloedt deze de gewone materie? Hoeveel donkere energie is er en hoe verandert die met de tijd? '
Onnodig te zeggen dat NASA en de astronomische gemeenschap best enthousiast zijn dat de James Webb-telescoop klaar is met bouwen, en niet kan wachten tot hij wordt ingezet en gegevens begint terug te sturen. Je kunt je alleen maar voorstellen wat voor dingen het diep in het kosmische veld zal zien. Maar bekijk in de tussentijd de film en zie hoe deze inspanning allemaal samenkwam:
