Mnoho z vás se v nejrůznějších diskusích často ptá na otázky spojené s nejnovějším vesmírným dalekohledem Jamese Webba, ale nikdo nemůže znát odpověď úplně na všechno a některé zajímavé zůstávaly dokonce bez odezvy. Proto jsme se obrátili na zdroje nejpovolanější a pokusíme se odpovědět na řadu všemožných věcí spojených právě s tímto teleskopem. Jelikož je jich opravdu hodně, rozhodli jsme se rozdělit je na několik po sobě jdoucích dílů, které budou vycházet každé pondělí deset minut po půlnoci, tak jak jsou naši pravidelní čtenáři již zvyklí. Pokud svou otázku nenajdete v tomto díle, tak zkuste počkat na některý z dalších dílů série o JWST.

Základní otázky o Teleskopu Jamese Webba

• Co je Vesmírný dalekohled Jamese Webba?

  Vesmírný dalekohled Jamese Webba, nazývaný také jednoduše Webb nebo zkratkou JWST, je velká vesmírná observatoř, optimalizovaná pro infračervené vlnové délky, která doplní, rozšíří a naváže na objevy Hubbleova vesmírného dalekohledu (HST). Bude mít delší pokrytí vlnovou délkou a výrazně lepší citlivost. Delší vlnové délky umožní Webbovi podívat se dále do minulosti, aby našel galaxie, které se zformovaly v raném vesmíru a nahlédl do prachových mračen, kde se formují hvězdy a planetární systémy.

• Jak se Webb jmenoval, než byl pojmenován po Jamesi Webbovi?

  Vesmírný dalekohled Jamese Webba se původně jmenoval „vesmírný dalekohled nové generace“ nebo NGST Zkratka „Next Generation“ (nová generace) byla vybrána, protože Webb bude stavět na vědeckém výzkumu zahájeném Hubbleovým vesmírným teleskopem a pokračovat v něm. Objevy HST a dalších dalekohledů způsobily revoluci v astronomii. Vyvolaly ovšem otázky nové, a abychom na ně dokázali odpovědět, byl třeba nový, jiný a výkonnější vesmírný dalekohled. Webb je také dalekohledem nové generace v technickém smyslu. Zavádí do praxe nové technologie, kam patří jeho lehké, pohyblivé primární zrcadlo, které připraví cestu pro budoucí mise. 10. září 2002 byl pak vesmírný dalekohled nové generace pojmenován na počest Jamese E. Webba.

• Kdo byl James E. Webb?

  Tato vesmírná observatoř je pojmenována po Jamesi E. Webbovi (1906-1992), druhém správci NASA. Webb je nejlépe známý tím, že vedl agenturu NASA v tzv. „zlatých časech“. Vedl lunární průzkumný program Apollo. V rámci kterého přistáli první lidé na Měsíci. Inicioval však také energický vesmírný vědecký program, který byl během jeho funkčního období zodpovědný za více než 75 startů, včetně prvních amerických meziplanetárních průzkumníků. Pro více informací prosím navštivte tuto stránku na webu NASA. Oficiální životopis Jamese E. Webba NASA naleznete v anglickém jazyce zde a na našem webu pak zde. 

• V čem bude Webb lepší než Hubbleův vesmírný dalekohled?

  Webb je navržen tak, aby se díval hlouběji do vesmíru, aby viděl nejstarší hvězdy a galaxie, které se zformovaly ve vesmíru, a aby se podíval hluboko do blízkých prachových mračen, kde bude studovat formování hvězd a planet. Aby toho bylo možné dosáhnout, Webb bude mít mnohem větší primární zrcadlo než Hubble, což mu umožní shromažďovat mnohem více světla. Bude mít také infračervené přístroje s delším pokrytím vlnových délek a výrazně lepší citlivostí než Hubble. A konečně, Webb bude pracovat mnohem dále od Země, bude si udržovat extrémně nízkou provozní teplotu, stabilní nasměrování a vyšší účinnost pozorování, než je tomu u Hubblea na oběžné dráze Země. Zde je článek, který se podrobně věnuje rozdílům mezi oběma teleskopy.

• 

  Kdy byl Webb vyslán do kosmu?
  Startovací okno bylo otevřeno od 25. prosince 2021 od 13:20 SEČ do 13:52 SEČ. Teleskop startoval na raketě Ariane 5 hned na počátku tohoto okna ve 13:20 SEČ (12:20 GMT/UTC).

• Co bylo Webbo startovací okno?

  Startovní okna se týkají období každého dne, během kterého lze teleskop vynést, aby dosáhl zamýšlené oběžné dráhy v bodě L2. Ve vesmíru Webbova observatoř nebude umístěna přesně v bodě L2, ale bude se kolem něj pomalu dvakrát ročně otáčet ve smyčce, která je ještě větší než oběžná dráha Měsíce kolem Země. Geometrie této rotace se mění v závislosti na denní době startu a ročním období (kvůli sklonu zemské osy). Mezi klíčová omezení startovacích oken patří:

  • • Zajištění toho, aby úhel mezi Sluncem a Webbovou observatoří během letu do bodu L2 nezpůsobil přehřátí citlivých částí observatoře.
    • Vyhýbání se blízkému přiblížení k Měsíci během letu do bodu L2, aby se předešlo komplikacím s korekcí gravitace Měsíce.
    • Vyhýbání se zatmění Slunce, Země a Měsíce po dobu letu do bodu L2 a po celou 10letou misi, aby Webbův solární panel vždy vyráběl elektřinu pro napájení všech systémů.
    • Vyhnutí se oběžným drahám v bodě L2 s příliš velkými rotacemi nebo vzdálenostmi od Slunce (což by vytvořilo příliš velký úhel mezi Sluncem, Zemí, Měsícem a Webbem), aby dalekohled nebyl nikdy osvětlen pozemskou září nebo měsíčním světlem, a aby komunikace se Zemí byla vždy v efektivním úhlu.

  Tato omezení znamenají, že v průběhu roku měl Webb startovací okna přibližně 210 dní v roce. Doba trvání oken se lišila, některá trvala až 90 minut a obvykle se vyskytovala mezi 11:45-14:00 koordinovaného světového času (UTC). Většina kosmických misí má pak vlastní startovací okna. 

  

• Jak byl Webb vynesen?

  Webb byl vynesen na špici nejsilnější evropské rakety Ariane 5 ve verzi ECA. Nosná raketa byla součástí evropského příspěvku k této misi. Webb byl vypuštěn ze startovacího komplexu ELA-3 společnosti Arianespace na evropském kosmodromu poblíž Kourou ve Francouzské Guyaně. Je výhodné, aby startovací místa byla umístěna blízko rovníku – rotace Země může pomoci dodat další rychlost. Povrch Země na rovníku se pohybuje rychlostí 1670 km/h. Aby se dalekohled vešel do rakety, musel být předem přesně složen. Součástí konfigurace byl i adaptér užitečného zatížení společnosti Airbus DS Spain (dříve Astrium) označovaný Cone 3936, což je v podstatě redukce z většího průměru na menší a je navržena tak, aby zabraňovala průniku hélia z horní části rakety do nákladového prostoru. Číslo označuje počáteční průměr kužele v mm, který má na druhém konci průměr 2624 mm. Výška této části je 78,3 cm a byla ukončena systémem PAS (Payload Adapter Systems) ACU 2624B s upínacím páskem. Vyrábí ho společnost RUAG Space. Jde o kruhový mezikus, který se stará o správné uchycení nákladu k adapteru, oddělení nákladu, a dále zajistil mechanické a elektrické rozhraní mezi Webbem a raketou. Výška varianty B je 325 mm a váží maximálně 125 kg. Uvnitř objímky jsou pružiny které popostrčily teleskop od rakety po oddělení.

• Proč byla pro vypuštění teleskopu vybrána Ariane 5? Proč nebyla vybrána SpaceX?

Ariane 5 je jednou z nejspolehlivějších nosných raket na světě a byla vybrána pro kombinaci spolehlivosti (jednalo se o jedinou nosnou raketu, která splnila požadavky NASA na vypuštění mise jako Webb v době výběru) a pro hodnotu, kterou přináší prostřednictvím mezinárodního partnerství ESA a NASA. Hodnotou je myšlen závazek Evropské kosmické agentury poskytnout nosnou raketu a související služby bez výměny finančních prostředků. Výměnou za to NASA garantuje evropským vědcům část pozorovacího času na teleskopu (zhruba 15 až 30 %). Raketa byla vybrána na počátku roku 2000. Vzhledem k tomu, že architektonická realita Webba a mezinárodní technologická omezení (plus průmyslové schopnosti a strategické technologické zájmy) Evropa nemůže dodat servisní část s pohonem, sluneční clonu nebo součásti dalekohledu, NASA místo toho požádala o nosnou raketu, služby spojené s vynesením a vědecké přístroje.

Dalším důvodem, proč se nosné rakety téměř nikdy nemění uprostřed běžících projektů, je skutečnost, že každý náklad má své vlastní specifické environmentální charakteristiky. Všechny rakety jsou si do určité míry podobné, ale mají významné rozdíly ve svých vibroakustických režimech. Navrhnout něco, co by zahrnovalo požadavky na jakékoli/všechny environmentální specifikace dostupných nosičů, je velmi obtížné, zvyšuje náklady a hmotnost a snižuje schopnosti. Naproti tomu včasná znalost nosné rakety pomáhá náklad navrhnout přesně na míru a tím ušetřit hmotnost i náklady. Také profily vzestupné fáze jsou specifické nejen pro nosič, ale jsou dokonce přesně specifické pro den v roce a denní dobu. To znamená, že musíte dobře znát nejen svou nosnou raketu, ale také přesné místo startu.

To, že výběr Ariane 5 byl výbornou volbou, ukázal start samotný. Raketa pracovala tak přesně, že usadila teleskop na velmi přesnou dráhu a díky tomu prodloužila životnost observatoře až na 20 let provozu z původně plánovaných deseti let. Více v dalším dílu…

Zdroje obrázků:
https://live.staticflickr.com/65535/51758886988_7560fed1a2_b.jpg
https://i.ebayimg.com/images/g/I74AAOSwiBlhyZZa/s-l1600.jpg
https://www.jwst.nasa.gov/images/ariane2.jpg

Poznámka: Zdroje informací budou uvedeny na konci série o JWST.