Mancano meno di 24 ore al lancio del telescopio spaziale James Webb, ecco alcune curiosità

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Mancano meno di 24 ore al lancio del telescopio spaziale James Webb, ecco alcune curiosità

Mancano ormai meno di 24 ore al lancio del telescopio spaziale James Webb. Dopo la conferma arrivata il 22 Dicembre da parte di ESA e NASA per l’effettiva possibilità della partenza per il 25 Dicembre alle 13:20 (ora italiana) con la finestra che si chiuderà alle 13:52, il razzo Ariane 5 di Arianespace è stato portato dall’edificio di assemblaggio alla rampa di lancio nella giornata di ieri.

jwst

Nonostante il tempo non sia migliorato sembra che tutto sia pronto per il decollo. Il percorso dall’edificio di assemblaggio alla rampa è lungo solo alcune centinaia di metri, ma la movimentazione di carichi così delicati (e costosi) prevede di prendersi “la giusta calma”. Ora l’Ariane 5 con il JWST si trova pronto e in posizione e tutto sembra procedere correttamente. Gli appassionati e gli scienziati di tutto il Mondo sono in trepidazione anche se ci vorranno (circa) sei mesi per vedere la prima immagine.

Alcune curiosità sul telescopio spaziale James Webb

Ci sono molte informazioni sul JWST e molte altre sono le curiosità che riguardano questo strumento scientifico. Per esempio Marshall Perrin (che lavora allo Space Telescope Science Institute) ha scritto alcune interessanti considerazioni riguardanti il nuovo telescopio spaziale. Erano due gli elementi chiave tenuti in considerazione durante lo sviluppo: il JWST avrebbe dovuto essere molto grande ma anche molto leggero e molto freddo.

james webb

La motivazione è legata alla capacità di portare una massa di 6161,4 kg (circa 6,2 tonnellate) in orbita intorno al secondo punto di Lagrange L2. Nel totale sono compresi anche 167,5 kg di idrazina e 132,5 kg di tetrossido di diazoto per il sistema propulsivo. Rispetto ad altri satelliti/telescopi, i propellenti sono meno del 5% della massa totale mentre per altre missioni (come Lucy) rappresentano anche il 50%.

Il telescopio spaziale James Webb non sarà effettivamente posizionato su L2 ma gli orbiterà intorno per permettere di avere sempre i pannelli solari illuminati dal Sole e mai nascosti dalla Terra o dalla Luna. I pannelli forniscono infatti l’energia necessaria per funzionare. In generale si troverà a 1,5 milioni di km dalla Terra e dovrà effettuare alcune piccole correzioni dopo alcune settimane.

La sfida alla leggerezza del JWST e dei suoi ingegneri

Come spiegato da Marshall Perrin ogni elemento è stato studiato per essere leggero, molto leggero. Gli specchi principali sono in berillio permettendo di sfruttare una costruzione leggera ma anche il basso coefficiente di espansione termica di questo materiale. In particolare le sezioni di 1,5 metri di diametro hanno una massa di 20 kg ciascuna che arriva a 40 kg aggiungendo i meccanismi. In totale lo specchio primario arriva a 740 kg (lo specchio di VLT di ESO sulla Terra ha una massa di 23 tonnellate).

jwst attuatore

All’inizio i segmenti dello specchio principale di telescopio spaziale James Webb verranno allineati con una precisione di 1 mm ma successivamente si arriverà fino a una precisione inferiore ai 100 nm. Perrin ha sottolineato come per essere leggero si è dovuto perdere qualcosa in velocità, ma questo non è stato considerato un problema. Uno degli esempi è dato dagli attuatori che regolano i segmenti dello specchio: un unico motore per segmento, un’unica trasmissione ma precisione elevatissima e meno dispersione di calore e meno massa.

james webb

Interessante notare che una volta raggiunta la posizione corretta gli attuatori possono essere spenti e mantenere la posizione non producendo calore. Sempre per ridurre il peso si può regolare un segmento alla volta ma questo ha anche implicato ridurre l’elettronica necessaria.

Fibra di carbonio e freddo

Non manca poi l’utilizzo di fibra di carbonio permettendo di rendere la struttura principale leggera ma anche rigida. Per riuscire a rilevare anche le più piccole e flebili emissioni infrarossi il telescopio spaziale James Webb deve essere molto freddo e disperdere efficacemente il calore generato. Per questo la sua struttura non è come quella di Hubble “a tubo” ma ha un design “aperto”.

telescopio spaziale

Certo, quest’ultimo fattore espone alla possibilità di captare luce parassita ma gli ingegneri hanno studiato a lungo come limitare i problemi. Gli elementi chiave riguardano una struttura posta attorno allo specchi primario e quella che si trova al centro (a forma di tronco di cono visibile nell’immagine qui sopra) che consentono regolazioni precise.

jwst

Sempre per inseguire la leggerezza, gli strumenti del JWST lavorano sullo stesso piano focale “affiancati” evitando così ulteriori meccanismi (ognuno ha un proprio specchio). In questa maniera lavora anche Hubble permettendo acquisizioni multiple in contemporanea. Anche l’elaborazione dei dati avviene principalmente sulla Terra così da evitare di avere computer a bordo (che incrementano la massa e producono calore).

Questa è solo una piccola parte delle sfide che gli ingegneri hanno dovuto superare per portare a compimento lo sviluppo e il lancio del grande telescopio spaziale James Webb (JWST). Ora non resta che aspettare il 25 dicembre per il lancio, altri 29 giorni per il posizionamento in orbita e l’apertura completa e circa 6 mesi per la prima immagine. Ma saranno momenti che difficilmente verranno scordati.

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