James Webb Uzay Teleskobu

Doğduğumuz yeri görebilmek çok heyecan verici olmaz mıydı? "Nihayetinde hepimiz birer yıldız tozuyuz."

İnsanlığın evreni keşfetme arayışında şimdiye kadarki en büyük kumarı olarak adlandırılan James Webb Uzay Teleskobu, 25 Aralık 2021’de Fransız Guyanası'ndaki Kourou uzay limanından Avrupa Uzay Ajansı (ESA) tarafından sağlanan bir Ariane 5 roketiyle fırlatıldı.

NASA tarafından, Avrupa Uzay Ajansı ve Kanada Uzay Ajansı'nın katkılarıyla geliştirilen bir teleskop olan James Webb Uzay Teleskobu, şimdi, devasa aynasının kozmosun derinliklerine, zamanın başlangıcına doğru bakması için gereken tüm parçalarını konuşlandırarak görevinin en riskli kısmına başlayacak.

Güneş panellerini, açılabilen kule düzeneğini, birincil ve ikincil aynaların tümünü başarıyla devreye alabilirse, Webb Teleskobu, daha önce hiç olmadığı kadar veri almaya başlayacak ve evreni benzeri görülmemiş bir güç ve rakipsiz bir dizi araç ve yetenekle keşfetmeye başlayacak.

Şimdi gelin, teleskopun tasarımında ve uygulamasında kullanılan bazı şaşırtıcı ve yeni mühendislikleri ve bizi oldukça heyecanlandıran 6 bilgiyi inceleyelim.

1- James Webb Uzay Teleskobu, Hubble Uzay Teleskobu'ndan daha hafiftir.

İstisnalar hariç çoğu durumda, bir şeyin daha büyük bir versiyonunu oluşturmak istiyorsanız, yeni ürün daha ağır olacaktır. Fakat burada durum hiç de öyle değil.

2,4 metre çapında olan, bir ana aynası ve 4 metrekarelik bir toplama alanına sahip olan Hubble’a kıyasla James Webb teleskobu, 6,5 metre çapında, 18 farklı ayna parçasından oluşuyor ve 25,37 metrekarelik bir toplama alanına sahiptir. Webb yaklaşık 6.500 kilogram ağırlığa sahipken, Hubble’ın ağırlığı ise yıllar içinde yapılan çeşitli geliştirmelerle birlikte yaklaşık 11.100 kilograma ulaşmıştır.

2- Altın gibi görünseler de, James Webb'in aynaları aslında berilyumdan yapılmıştır.

Aynaların her birine altın kaplama uygulansa da, aynaları tamamen altından imal etmek felaket olurdu. Bunun temel sebebi ise olası termal genleşmedir. Altın çok düşük sıcaklıklarda bile, küçük sıcaklık değişiklikleri ile büyük ölçüde genleşir ve daralır. Ancak berilyum, kriyojenik sıcaklıklara soğutularak parlatılabilir ve tekrar çalışma sıcaklıklarına soğutulduğunda oda sıcaklığında ortaya çıkan olası kusurların ortadan kalkması sağlanabilir. Webb Teleskobu da berilyumdan üretilip nihai şekline getirildikten sonra altın kaplama uygulanmıştır.

3- Bir tarafı Ölüm Vadisi kadar sıcak, diğer tarafı ise Antarktika kadar soğuk olacaktır.

James Webb'in Hubble gibi Alçak Dünya Yörüngesi yerine dünyadan bu kadar uzağa, Lagrange noktasına (L2) yerleştirilmesinin gerekmesinin nedeni, daha önce hiç olmadığı kadar pasif bir şekilde soğutulacak olmasıdır.

Webb için özellikle, güneş ışığının çoğunu yansıtan ve altındaki katmanı koruyan devasa beş katmanlı bir güneşlik dizayn edilmiştir. Alçak Dünya Yörüngesi'nde olsaydı, Dünya tarafından yayılan kızılötesi ısı, teleskobun gerekli düşük sıcaklıklara ulaşmasını engellerdi.

Teleskobun elmas şeklindeki muazzam güneş kalkanının her katmanında Güneş'e bakacak olan bir "sıcak taraf" ve teleskopa bakan "soğuk taraf" bulunuyor. En dıştaki katman yani sıcak tarafının 110 °C sıcaklığa ulaşacağı, soğuk tarafının ise -237 °C'ye soğuyacağı tahmin ediliyor. Diğer bir deyişle; teleskobun bir tarafı Ölüm Vadisi'nden daha sıcak, aynaları ve ekipmanları barındıran diğer tarafı ise her zaman Antarktika'nın iki katı soğuk kalacak.

4- Ay'dan yaklaşık dört kat daha uzakta olacak.

Hubble dünyadan sadece 547 kilometre uzaktayken, James Webb Teleskobu ise bize milyonlarca kilometre uzakta olacak. Bu mesafe, dünya ile ay arasındaki mesafenin kabaca dört katı anlamına geliyor.

Teleskobun dünyadan, Lagrange noktası 2 veya L2 olarak bilinen ve 1,5 milyon kilometre uzaklıktaki bu noktaya ulaşması yaklaşık bir ay sürecek. Bu uzaklıkta, teleskobun gözlemleri dünya ve ay tarafından engellenmemiş olacak. Bu denli uzakta olmasının riskli tarafı ise şüphesiz, herhangi bir arıza durumunda gidip düzeltme imkânımızın henüz elimizde bulunmaması olacak.

Hubble'ın 1990'da fırlatılmasından kısa bir süre sonra mühendisler aynasında bir sorun olduğunu fark ettiler. Teleskoptan alınan ilk görüntülerin bulanık çıktığını farkeden astronotlar, bu sorunu çözmek için bir uzay mekiği fırlatmak zorunda kaldılar. Webb teleskobu ile bu ne yazık ki mümkün olmayacak.

5- Bir zaman makinesi görevi görecek.

Evrenin hız sınırı olan ışık hızı sabittir. Yani, gece gökyüzünde gördüğümüz yıldızlar, bize milyonlarca yıl önceki hâllerinde görünürler. Kızılötesi teleskoplar, önceki teknolojiye göre daha uzak ve daha soluk nesneleri görebildiği için, Webb, gökbilimcilerin başlangıçtan günümüze kadar evrenin evrimini incelemesine izin veren bir tür zaman makinesi olarak düşünülebilir. Bu aynı zamanda, evrenin gittikçe hızlanan genişlemesinden sorumlu olduğu düşünülen karanlık maddenin doğasını nihayet anlayabilmeyi de içerir.

Webb teleskobu, yaklaşık 13,5 milyar yıl önce ortaya çıkan ilk yıldızlardan gelen ışığı görebilmelidir. Çünkü bu, bizi biz yapan ilk elementlerin de ortaya çıktığı yeri işaret edecektir. Doğduğumuz yeri görebilmek çok heyecan verici olmaz mıydı? "Nihayetinde hepimiz birer yıldız tozuyuz."

6- Zamanı dolduğunda güneşin etrafındaki bir “mezarlıkta” ikamet edecek.

Hubble, başarıyla yerine getirilmiş dört bakım görevi sayesinde, fırlatılışından bu yana otuz yılı aşkın bir süredir hala çalışıyor. Ancak Webb, hareket barındıran herhangi bir şey yapmak istediğinde yakıtını kullanmak zorundadır. Bu eylemlerden bazıları şunlardır:

L2'deki hedefine doğru rotasını düzeltmek için bir ateşleme gerçekleştirmek.

L2'deki yörüngesinde tutmak için yörünge düzeltmeleri yapmak.

Kendisini, istenen hedefi gösterecek şekilde yönlendirmek

Teleskobun yakıtı bittiğinde, operasyonlar da sona ermiş olacak. Ancak, L2'ye yönelik gelecekteki görevleri potansiyel olarak tehlikeye atacağından, öylece sürüklenmesi için onu orada bırakamayız. Bunun yerine, tıpkı NASA'nın WMAP uydusunda olduğu gibi, onu güneşin yörüngesinde kalacağı bir mezarlık yörüngesine göndereceğiz.

Sonuç

Webb'in hedeflenen konumuna ulaşması ve tam olarak faaliyete geçmesi yaklaşık bir ay alacak, ancak önümüzdeki iki hafta özellikle kritik. Teleskop, Ariane roketinin burun konisi içine sığacak şekilde dev bir origami gibi zekice katlanmıştı. Önümüzdeki günlerde, tüm bu bileşenlerin açılması gerekiyor ve bu süreçte bir motor çalışmamaya karar verir veya sıkışırsa, tüm teleskop şimdiye kadarki en pahalı uzay çöpü hâline gelebilir.

Fakat, eğer her şey sorunsuz giderse ve JWST sorunsuzca çalışırsa önümüzdeki yaklaşık 10 yıl boyunca daha önce hiç görmediğimiz şeyler görecek ve keşfedeceğiz. Webb, evrenimizi ve içindeki yerimizi ve kim olduğumuzu daha iyi anlamamızı sağlayacak.

Fırlatıştan önce tahmini ömrü 5-10 yıl olarak belirlenmişti. fakat fırlatış o kadar başarılı geçmiş ki beklenmedik oranda yakıt tasarrufu sağlanmış. bu yüzden nasa teleskobun aşağı yukarı 20 yıl görev yapacağına dair açıklama yapıldı.

Kaynaklar

https://eksisozluk.com/img/5yux3pa5

https://bilimfili.com/yeni-cagin-zaman-makinesi-james-webb-teleskobu