Telescopio spaziale James Webb

Telescopio spaziale James Webb
Immagine del veicolo
James Webb Space Telescope.jpg
Rappresentazione artistica del telescopio
Dati della missione
Operatore NASA,[1] con contributi significativi da parte dell'ESA e CSA
Destinazione Punto di Lagrange L2 (1,5 milioni di chilometri dalla Terra)
Vettore Ariane 5
Lancio Ottobre 2018
Luogo lancio Centre spatial guyanais
Durata 5 anni (design)
10 anni (obiettivo)
Proprietà veicolo spaziale
Massa 6200 kg
Costruttore Northrop Grumman
Ball Aerospace & Technologies
[NASA Sito ufficiale]

Il telescopio spaziale James Webb (JWST) titolato[2] al secondo direttore della NASA James E. Webb, direttore del centro NASA durante il programma Apollo, è un telescopio spaziale ad infrarossi orbitante. È frutto della collaborazione congiunta di tre agenzie spaziali: NASA, ESA ed Agenzia Spaziale Canadese.[3]

Schema tecnico del JWST

Indice

MissioneModifica

JWST è stato sviluppato appositamente per l'osservazione nello spettro infrarosso, con l'obiettivo principale di osservare le galassie responsabili della ri-ionizzazione dell'universo primordiale e esaminare il residuo a infrarossi del big bang, in modo da poter determinare le condizioni iniziali di formazione dell'universo.[4]

Per poter raggiungere tale obiettivo il telescopio sarà dotato di sensori estremamente sensibili, i quali hanno la necessità di operare a temperature estremamente basse per poter esprimere tutto il proprio potenziale. Per soddisfare tale requisito, JWST sarà posizionato in un'orbita diversa rispetto a Hubble, a circa 1,5 milioni di chilometri dal sistema Terra-Luna, in direzione opposta al Sole (secondo punto di Lagrange dell'orbita terrestre)[5]. Tale posizione infatti, offre il minimo segnale di fondo termico e quindi la massima sensibilità alla radiazione[6] infrarossa. Inoltre la maggior parte delle interferenze infrarosse (provenienti proprio dal Sole, dalla Terra, dalla Luna in prima approssimazione e dalla stessa strumentazione del Webb) verranno bloccate grazie ad un'ampia paratia metallizzata utilizzata come schermo[6]. Nell'orbita lagrangiana il telescopio si troverà in una posizione costante rispetto al Sole e alla Terra e questo permetterà allo schermo metallico di schermare costantemente gli strumenti ottici.

La necessità di porre JWST su tale orbita renderà virtualmente impossibile qualunque missione di manutenzione o aggiornamento, diversamente da quanto è stato possibile con il telescopio Hubble. D'altro canto, diversamente da Hubble che, orbitante intorno alla Terra ogni 90 minuti circa poteva scrutare il cielo per metà del tempo, il JWST non risentirà di questa limitazione.[6]

Successore di Hubble: solo nell'infrarossoModifica

Hubble può osservare nell'infrarosso da 0,8 a 2,5 μm,[7] mentre JWST avrà una sensibilità che va da 0,6 a 28,5 μm.[8] Nel campo infrarosso quindi, si sovrappone alla sensibilità di Hubble e ne costituisce quindi un vero e proprio successore in questo ristretto campo dell'osservazione.[9] Va ricordato però che Hubble è sensibile a tutto lo spettro del visibile, oltre che all'ultravioletto, mentre JWST nel visibile vedrà da 0,6 a 0,8 μm. In questo senso si può affermare che JWST é il successore di Hubble per l'osservazione nell'infrarosso, mentre si affiancherà ad esso, per le osservazioni negli altri spettri.[6]

OtticaModifica

 
Confronto tra lo specchio primario dell'Hubble e quello del JWST

Nonostante il JWST pesi la metà del telescopio Hubble, il suo specchio primario (uno specchio del diametro di 6,5 m di berillio)[10]sarà più del doppio dello specchio dell'Hubble (2,4 m). Dato che il lanciatore non è in grado di trasportare in orbita uno specchio così grande lo specchio sarà diviso in 18 sezioni che una volta in orbita si dispiegheranno attraverso dei sensibili micromotori che posizioneranno correttamente i segmenti.[6] Una volta che il telescopio sarà dispiegato saranno necessari solo rari aggiustamenti dei segmenti a differenza dei telescopi terrestri che, per compensare le perturbazioni atmosferiche (seeing) fanno largo uso di questi micromotori (attuatori) come ad esempio il telescopio Keck, uno dei sistemi più all'avanguardia concernente l'ottica adattiva.

Stato dei lavoriModifica

 
Parte ottica del telescopio completata durante l'Ottobre 2016

Nel 2011 la camera degli Stati Uniti d'America ha proposto la cancellazione del programma nonostante gli oltre 3 miliardi di dollari già spesi nel programma e oltre il 75% dell'hardware fosse già stato ultimato. Dopo varie dispute politiche il Senato riuscì a trovare un compromesso e fornire il budget necessario, limitandolo però ad un massimo di 8 miliardi di dollari.

A dicembre 2014 lo sviluppo rimane in linea per un lancio nell'ottobre 2018, ma sono possibili ritardi.[11]

Il 25 agosto 2015 la struttura portante del telescopio (backplane) è arrivata, in accordo con il programma, al Goddard Space Flight Center.[12]

Il 25 novembre 2015 è stato installato sulla struttura portante il primo dei diciotto specchi.[13] L'installazione dei restanti è terminata il 3 febbraio 2016.

Il 29 settembre 2016 è stata completata la produzione dell'ultima membrana dello scudo termico (sunshield). L'integrazione con il resto del telescopio è prevista durante l'inizio del 2018 nella sede californiana della Northrop Grumman.[14]

Il 3 dicembre 2016, durante un test per verificare il corretto comportamento del telescopio quando verrà sottoposto alle vibrazioni del lancio, uno degli accelerometri attaccati al telescopio ha rilevato un'anomalia e bloccato il test. Nel mese successivo sono state effettuate varie ispezioni, visuali e con gli ultrasuoni, per verificare lo stato del telescopio e non sono stati trovati danni. A fine gennaio la NASA, in collaborazione con vari partner, ha annunciato di avere identificato il problema (un meccanismo per tenere "legato" il telescopio durante il lancio produceva dei leggeri movimenti non previsti) e di avere eseguito dei cambiamenti per il futuro. Sono anche ripresi i test sulle vibrazioni.[15]

A marzo 2017[16] lo sviluppo rimane in linea per un lancio nell'ottobre 2018.[17]

Sviluppo e costruzioneModifica

 
Modello in scala reale esposto al Goddard Space Flight Center

La Northrop Grumman è lo sviluppatore capofila, costruttore e assemblatore del telescopio. Ha la responsabilità dello sviluppo e della costruzione del veicolo spaziale, compreso lo schermo di protezione dalle radiazioni infrarosse. Ball Aerospace ha preso in carico il contratto per lo sviluppo e la realizzazione dell'Optical Telescope Element (OTE). Goddard Space Flight Center è responsabile dello sviluppo dell'Integrated Science Instrument Module (ISIM).

Con l'attuale piano di sviluppo, l'ISIM contiene quattro strumenti scientifici. Il primario strumento è il NIRcam (Near InfraRed Camera), sviluppato dall'University of Arizona: il capo progetto è il Dr. Marcia Rieke. Il partner industriale è la Lockheed Martin Advanced Technology Center di Palo Alto, California.

 
Logo del JWST con il nome delle tre agenzie spaziali partecipanti

PartnershipModifica

LA NASA, l'ESA e la CSA hanno collaborato a partire dal 1996 per la costruzione del telescopio. La partecipazione dell'ESA nella costruzione e lancio del telescopio è stata firmata dai suoi membri nel 2003, mentre nel 2007 un accordo venne firmato tra la NASA e l'ESA. Esso prevede l'accesso e la rappresentazione dell'ESA al telescopio (minimo 15% del tempo totale per le osservazioni) in cambio della costruzione di due dei quattro strumenti (NIRSpec e MIRI), il lancio usando un Ariane 5 e il supporto alle operazioni di controllo del telescopio.[18] La CSA fornisce i sensori per la navigazione, uno dei quattro strumenti (NIRISS) e parteciperà al supporto delle operazioni per il controllo del telescopio.[19]

NoteModifica

  1. ^ NASA JWST FAQ "Who are the partners in the Webb project?", NASA. URL consultato il 18 novembre 2011.
  2. ^ James Webb, breve biografia, jwst.nasa.gov.
  3. ^ Team investitor, jwst.nasa.gov.
  4. ^ Obiettivi primari missione, jwst.nasa.gov.
  5. ^ Pro /Cons orbita L2, jwst.nasa.gov.
  6. ^ a b c d e Webb, Q&A, jwst.nasa.gov.
  7. ^ specifiche Hubble, hubblesite.org.
  8. ^ Strumenti: frequenze di utilizzo, jwst.stsci.edu.
  9. ^ Comparazione Webb / Hubble : strumenti, lunghezza d'onda, orbita, jwst.nasa.gov.
  10. ^ Specchio primario: materiale, segmentazione, jwst.nasa.gov.
  11. ^ Webb telescope at risk of schedule delays, report finds, in The Baltimore Sun, 22 dicembre 2014. URL consultato il gennaio 2015.
  12. ^ James Webb Space Telescope backplane arrives at NASA Goddard for mirror assembly.
  13. ^ Sarah Ramsey, NASA's Webb Space Telescope Receives First Mirror Installation, su NASA. URL consultato il 03 dicembre 2015.
  14. ^ Lynn Jenner, Final Sunshield Layer Completed for NASA’s James Webb Space Telescope, in NASA, 31 ottobre 2016. URL consultato il 10 dicembre 2016.
  15. ^ Rob Garner, NASA's Webb Telescope to Resume Vibration Testing in January, in NASA, 03 gennaio 2017. URL consultato il 12 gennaio 2017.
  16. ^ Timeline fasi sviluppo, jwst.nasa.gov.
  17. ^ NASA Restarts Rigorous Vibration Testing on the James Webb Space Telescope, nasa.gov.
  18. ^ Europe's Contributions to the JWST Mission, su sci.esa.int. URL consultato il 12 gennaio 2017.
  19. ^ Government of Canada, Canadian Space Agency, Directions of communications, Information services and new media, Canada's Contribution to the James Webb Space Telescope, su Canadian Space Agency website. URL consultato il 12 gennaio 2017.

Altri progettiModifica

Collegamenti esterniModifica

Collegamenti al progetto:

Collegamenti agli strumenti scientifici:

Ricerca dei pianeti extrasolari
Ricerca dalla Terra Velocità radiali AAPSAPFCORALIEEAPSNetELODIEEPICSESPRESSOFINDS Exo-EarthsHARPS e HARPS-N, parte del GEPSHEKHIRESLCESMARVELSMPSPNESSIOPSPPARASSOPHIESystemic  
Rilevamento diretto HiCIAOGPIProject 1640SEEDSSPHEREZIMPOL/CHEOPS
Transito APACHEHATNetHEKKELTMEarthNGTSPlanetQuestSuperWASPTrESXO
Microlensing MicroFUNMOAOGLE
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