22.12.2021 James Webb valmiina avaruuteen

Yhdysvaltojen avaruusjärjestön NASA:n, Euroopan avaruusjärjestön ESA:n ja Kanadan avaruusjärjestön CSA:n suurhanke James Webb avaruusteleskooppi (JWST) on valmiina Ariane 5 -kantoraketin kärjessä odottamassa laukaisua avaruuteen.

James Webb avaruusteleskooppi. Kultaisen pääpeilin halkaisija on 5,4 metriä.
Alaosassa monikerroksinen aurinkovarjo, joka pitää teleskoopin viileänä.
Havainnekuva NASA.

James Webbin suunnittelu ja rakentaminen alkoi vuonna 1996 ja tavoitteena oli saada teleskooppi avaruuteen vuonna 2007. Lukuisten viivästysten ja uudistettujen suunnitelmien jälkeen James Webb oli valmis maanpäällisiin testeihin 2016. Vuonna 2018 teleskoopin erikoinen aurinkosuoja repesi testeissä ja aiheutti jälleen viivästyksen. Vielä viime hetkilläkin, kun teleskooppia asennettiin kantorakettiin, ilmeni pariinkin otteeseen ongelmia ja seurasi muutamien päivien viivästyksiä. Lopulta kaikki on nyt kuitenkin valmista laukaisuun hintalapun noustua alkuperäisestä 500 miljoonasta dollarista 9,66 miljardiin dollariin.

ESA:n Ariane 5 vie teleskoopin avaruuteen Ranskan Guaynasta. Kantoraketin laukaisu on yksi James Webbin kriittistä hetkistä. Ariane 5 on luotettavana pidetty kantoraketti, mutta onnistuneenkin laukaisun yhteydessä avaruuteen vietävä lasti joutuu voimakkaiden kiihtyvyysvoimien ja tärinöiden kohteeksi.

Laukaisua varten James Webb on suunniteltu niin, että se voidaan taittaa kokoon. Teleskoopin pääpeilin halkaisija on 6,5 metriä ja sitä auringonvalolta suojelevan varjon koko on 14 x 21 metriä. Ariane 5 rahtitilan halkaisija on 5,4 metriä, joten ilman kokoontaittoa James Webb ei mahdu matkalle mukaan.

Keskellä kokoontaiteltu James Webb avaruusteleskooppi Ariane-kantoraketin keulassa.
Oikealla ja vasemmalla teleskooppia avaruuteen vietäessä suojaavat raketin suojakuoren puoliskot.
Havainnekuva NASA.

Laukaisun jälkeen Ariane-raketti on tehnyt tehtävänsä ja James Webb jää omilleen. Uuden avaruusteleskoopin avaamiseen on varattu kaksi viikkoa. Tai pidempään, jos kaikki ei suju aivan käsikirjoituksen mukaan. Rakenteissa on 50 avautuvaa osaa ja 178 avausmekanismia, joiden kaikkien on toimittava moitteettomasti avaruudessa.

Ensimmäisenä avataan aurinkopaneelit ja radioantenni. Sitten rakettimoottori aloittaa teleskoopin matkan kohti sijoituspaikkaa, Maa - Aurinko L2-pistettä. Matkan aikana teleskoopin aurinkosuoja ja pääpeili avataan käyttövalmiiksi. Noin kuukausi matkaan lähdöstä James Webb asettuu L2-pisteeseen. Teleskooppi ei pysy tarkalleen L2-pisteessä, vaan liikkuu sen ympärillä niin sanotulla halo-radalla.

James Webb L2 pisteen radalla Maan takana 1,5 miljoonan kilometrin päässä.
Piirroksessa Maa (Earth), Kuu (Moon) ja Webb L2 pisteessä.
Kuva NASA.

James Webb avaruusteleskooppi on suunniteltu Hubble-avaruusteleskoopin seuraajaksi. Webb on kuitenkin lähinnä infrapunavalon alueella toimiva, joten se ei tuota kauniita värikkäitä kuvia avaruuden kohteista kuten Hubble on tehnyt. Sen sijaan se pystyy näkemään kauemmaksi avaruudessa. Infrapunavalo läpäisee näkyvää valoa paremmin avaruuden pölypilviä ja avaruuden laajenemisen aiheuttama punasiirtymä muuttaa kaukaisten kohteiden valoa kohti punaista ja infrapunaista sävyä. Lisäksi James Webbin pääpeili on 6,5 metriä halkaisijaltaan ja se voi siten kerätä paljon enemmän valoa kuin Hubblen 2,4 metrinen peili.

Infrapunainen valo on käytännössä lämpösäteilyä, minkä takia James Webb on suojattu Auringon, Maan ja Kuun lämpösäteilyltä. Maa - Aurinko L2 -piste on kaukana niiden lämmöstä ja suuri aurinkosuoja varjostaa teleskoopin komponentteja. James Webbiä joudutaan jatkuvasti ohjaamaan niin, että se on suunnattu kuvattavaan kohteeseen, on aurinkosuojan varjostama ja niin, että se pysyy L2-pisteen radalla. 

James Webbin suunniteltu perustehtävä on viisi vuotta avaruuden havainnointiaikaa. Tavoitteena on, että teleskooppi toimisi kymmenen vuotta. Toiminta päättyy kuitenkin viimeistään kun radan ja asennon säätöön käytettävä polttoaine loppuu. James Webbiä ei ole tehty huollettavaksi, toisin kuin Hubble oli.

Avaruusteleskoopin on tarkoitus tutkia omaa aurinkokuntaamme, muiden tähtien eksoplaneettoja, tähtiä, tähtien syntyä, kaukaisia galakseja ja muita avaruuden kohteita. Tähtitieteilijät odottavat James Webbiltä suuria löytöjä ja vastauksia avoimiin kysymyksiin.


  James Webb laukaistaan avaruuteen aikaisintaan 25.12.2021 laukaisupaikan huonon sään takia.