10 milyard dollar xərc və 14 illik gözlənti: "James Webb" teleskopunun ÖZƏLLİYİ

Dekabrın 25-də astronomiya və ümumilikdə elm sahəsində vacib hadisələrdən biri baş verdi - "James Webb" teleskopu uğurla kosmosa göndərildi.

TED.az xəbər verir ki, sözügedən teleskop NASA tərəfindən Ariane 5 adlı raket vasitəsilə kosmosa göndərilib. Raketin startından 2 dəqiqə sonra onun iki ədəd sürətləndiricisi raketdən ayrıldı və okeana düşdü. Daha sonra raketin baş hissəsi uğurla ayrıldı. Ariane 5 raketi bütün yanacağını sərf edəndən və saatda 25.000 km sürət yığandan sonra raketin birinci pilləsinin mühərriki işini dayandırdı və nəticədə həmin pillə də raketdən ayrıldı. Daha sonra raketin ikinci pilləsinin mühərriki işə düşdü. İkinci pillənin mühərriki öz növbəsində teleskopa sürət yığmaqda yardımçı olub. Bu sürət sayəsində teleskop lazımi Laqranj nöqtəsinə (L2) çatmağa imkan verəcək.

Sonda teleskop saatda 35.000 km sürət yığaraq raketin ikinci pilləsindən ayrılıb və fərdi şəkildə uçuşa davam edib. Startdan təqribən 30 dəqiqə sonra teleskopun günəş panellərinin işə düşməsi reallaşıb. NASA artıq təsdiqləyib ki, teleskop tərəfindən enerji yığımı uğurla start götürüb. Qeyd etmək lazımdır ki, teleskop Yer kürəsindən 1.5 milyon km məsafəyə uçmalıdır.

Təqribi olaraq 1 aydan sonra teleskop öz 6.5 metr ölçülü güzgüsünü açacaq. Daha bir neçə ay isə teleskopun sistemlərinin yoxlanılmasına sərf ediləcək. Teleskop tərəfindən çəkiləcək ilk fotolar gələn ilin yay fəslində Yer kürəsinə göndərilməlidir.

İndi isə biz bu teleskopun insan sivilizasiyası üçün nə məna daşıdığı və hansı missiyanı yerinə yetirəcəyi barəsində danışaq. James Webb teleskopu artıq uzun illər ərzində fəaliyyətdə olan məşhur "Hubble" teleskopunun davamçısıdır. Yeni teleskop müxtəlif tapşırıqların yerinə yetirilməsi üçün nəzərdə tutulub - Günəş sistemindəki obyektlərin müşahidə olunmasından tutmuş kainatda mümkün həyat izlərinin axtarışına kimi.

Layihənin dəyəri 10 milyard dollar qiymətləndirilir. Bununla belə, teleskopun işə salınması hələ 2007-ci ildə planlaşdırılırdı. Lakin onun işə salınması dəfələrlə təxirə salınıb. Nəyə görə bu teleskopun işə salınmasına bu qədər zaman sərf edilib və onun mahiyyəti nədədir?

Teleskopun missiyası nədən ibarət olacaq?

Sözügedən teleskop kainatın ilk vaxtlarında yaranmış ulduzlar ilə qalaktikaları görmək üçün yaradılıb. O, hətta ən zəif işıq saçan ulduzlardan 10 milyard dəfə daha zəif işıqlı (teleskopsuz müşahidə çərçivəsində) və Hubble teleskopunun müşahidə etmiş olduğu obyektlərdən 10-100 dəfə daha zəif işıqlı obyektləri müşahidə edə bilər. Teleskop iki vacib tapşırığı yerinə yetirəcək. Onun birinci missiyası kosmosdan infraqırmızı işığı yğaraq kainatın yaranmasından sonrakı ilk mərhələləri müşahidə etməkdən ibarət olacaq. Bunun sayəsində kainatın yaranması barəsində daha çox məlumat əldə etmək mümkün olacaq. İkinci missiya isə Günəş sisteminin sərhədlərindən kənarda olan planetləri aşkar edərək onlarda həyat növünün olub-olmadığını təyin etmək üçün onların atmosferlərini araşdırmaqdan ibarət olacaq.

Nəyə görə teleskopun işə salınmasına bu qədər vaxt sərf edilib?

Layihənin xərcləri daimi şəkildə artıb, işə salınması isə dəfələrlə təxirə salınıb. 2011-ci ilin iyun ayında məlum olmuşdu ki, teleskopun yekun qiyməti ilk əvvəl planlaşdırılandan 4 dəfə daha çox olub. NASA-nın 2011-ci il üçün olmuş büdcəsinə əsasən teleskopun inşasının dayandırılması güman edilirdi. Belə ki, layihənin büdcəsi əvvəl planlaşdırılan limiti artıq keçmişdi. Lakin daha sonra mütəxəssislər layihəni yenidən nəzərdən keçirtdilər və nəticədə o öz maliyyələşdirilməsini qoruyub saxlaya bildi. 2013-cü ildə teleskopun inşasına 626.7 milyon dollar vəsait ayrılmışdı. 2018-ci ilin yaz fəslində isə layihənin ümumi dəyəri 9.66 milyard dollara çatdı. Bundan əlavə olaraq çox güman ki, layihənin reallaşdırılmasına bu qədər çox vaxtın sərf olunmasının daha bir səbəbi də onda olan təchizatların qəlizliyi ilə bağlıdır.

Teleskopun həssaslığı və imkanları birbaşa onun güzgüsünün ölçüsü ilə əlaqəlidir. Qeyd etmək lazımdır ki, həmin güzgü kosmik obyektlərdən olan işığı yığmaq üçün nəzərdə tutulub. Layihə çərçivəsində məlum olub ki, ən uzaq qalaktikalardan olan işığın ölçülməsi üçün güzgünün ölçüsü 6.5 metrdən kiçik olmamalıdır. Problemin həll olunması üçün ABŞ-da "Advanced Mirror System Demonstrator" (AMSD) adlı proqram yaradılmışdı. 4 il ərzində bu proqram çərçivəsində NASA, ABŞ-ın Milli Hərbi Kosmik Kəşfiyyat İdarəsi və Hərbi Hava Qüvvələri bu məsələ ilə bağlı araşdırmalar aparırdılar. Nəticədə mühəndislər iki ədəd güzgü inşa və test etmişdilər. Lakin alimlər berillium tərkibli güzgünün istifadəsini seçdilər.

Berillium tərkibli güzgünün seçilməsində əsas səbəblərdən biri də odur ki, berillium metalından hazırlanmış material kriogen temperatur (-153 dərəcə Selsidən daha aşağı temperatur şərtləri) vəziyyətində də öz formasını qoruyub saxlayır. Bundan əlavə olaraq mühəndislər belə qərara gəldilər ki, onlar güzgünü tam ölçüdə raketə yerləşdirməyəcəklər. Belə ki, tam ölçüdə o, Ariane 5 raketinin daxilinə yerləşməzdi. Beləliklə onlar güzgünü tam ölçüdə hazırlamaq əvəzinə onu hissə-hissə hazırlamaq qərarına gəldilər. Nəticədə güzgü kosmosda tam şəkildə açılaraq öz final formasını əldə edəcək. Güzgünün 18 ədəd 6 bucaqlı hər hissəsi 1.32 metr ölçüsündədir. Bundan əlavə olaraq güzgünün 18 ədəd hissəsinin kosmosda tam şəkildə açılması üçün nəzərdə tutulmuş 132 ədəd qurğunun yoxlanılmasına da xeyli vaxt sərf olunub.

Teleskopun əsas özəlliyi nədədir?

Ən qəliz təchizata sahib James Webb teleskopu kosmosun 13.8 milyard işıq ili uzaqlığında olan ən uzaq yerlərinə nəzər salmağa imkan verəcək. Teleskop vasitəsilə əldə ediləcək məlumatlar vasitəsilə alimlər Böyük partlayışdan sonrakı ulduzların və qalaktikaların necə yarandıqlarını daha yaxşı anlaya biləcəklər. Faktiki olaraq bu teleskop keçmiş zamana nəzər yetirməyə imkan verəcək. “Webb teleskopu kainatda ilk işığın necə yandığını görməyə çalışacaq” - deyə alimlərdən bir qeyd edib. Teleskop lazımi müşahidələr üçün nəzərdə tutulmuş 4 elmi cihaz ilə təchiz olunub:

- Yaxın infraqırmızı diapazon kamerası (Near-Infrared Camera)

- İnfraqırmızı şüalanmanın orta diapazonunda çalışmağa imkan verən qurğu (Mid-Infrared Instrument)

- Yaxın infraqırmızı diapazon spektoqrafı (Near-Infrared Spectrograph)

- Dəqiq istiqamətlənmə sensoru (Fine Guidance Sensor), yaxın infraqırmızı diapazonda təsvirin yaradılması qurğusu (Near Infrared Imager) və çıxıntısız spektoqraf (Slitless Spectrograph / zəif işığa sahib kosmik obyetlərin spektrlarının əldə olunması üçün nəzərdə tutulub).

"James Webb" teleskopu ən uzaq məsafədə olan işığı tutmaq üçün nəzərdə tutulub. Bunun sayəsində alimlər kainatdakı lk ulduzları müşahidə edə biləcəklər. Daha öncə işə salınmış heç bir teleskop bu cür imkana sahib olmayıb. Teleskopun əsas üstünlüyü təkcə onun ölçüsündə deyil həm də infraqırmızı işığı qəbul etmək bacarığındadır. Kainat genişlənən zaman ilk ulduzlar ilə qalaktikalardan olan işıq dalğaları uzanırlar. Həmin dalğalar gəlib bizə çatana kimi həddindən artıq uzanmış şəkildə olurlar. Nəticədə onları görünən işıq kimi qəbul etmək mümkün olmur. Bunun yerinə onlar infraqırmızı işıq kimi olurlar. Onlar tozdan və qazdan ibarət kosmik buludlardan rahatlıqla keçə bilirlər.

İnfraqırmızı işığı qəbul edən teleskop, baxdığı istiqamət üzrə önündə olan obyektlərdən o tərəfi görə bilir. İnfraqırmızı işığın qəbul edilməsi imkanı olmasaydı teleskop həmin obyektlərdən o tərəfi görə bilməyəcəkdi. Qeyd etmək lazımdır ki, rentgen şüaları da məhz bu prinsip əsasında çalışırlar. Əvvəllər işə salınmış teleskoplar da infraqırmızı işığı qəbul edə bilirdilər. Lakin onlar bunu işıq dalğaları uzunluqlarının yalnız məhdud diapazonunda reallaşdıra bilirdilər. Webb teleskopu isə daha geniş seçimdə olan diapazonlardakı infraqırmızı işığı qəbul edə biləcək. Bunun sayəsində o, kainatdakı ilk ulduzlar ilə qalaktikalardan olan işıq dalğalarını təyin edə biləcək.

"Webb" teleskopu əvvəlki teleskopların görə blmədiklərini görə biləcək:

Sözügedən teleskop sayəsində alimlər daha yüksək keyfiyyətli təsvirlər əldə edəcəklər. Uğurun sirri isə teleskopun böyük ölçülü güzgüsündədir. Belə ki, güzgünün 18 ədəd 6 bucaqlı hissəsi ona daha çox infraqırmızı işığın qəbul edilməsində yardımçı olacaq. İnfraqırmızı işığın görünən işıqdan fərqli olaraq 10 dəfə daha geniş dalğa uzunluğuna sahib olmasına baxmayaraq, Hubble teleskopunun sahib olduğu güzgü ilə müqayisədə Webb teleskopu üçün daha böyük ölçülü güzgü lazım idi. Nəticədə Webb teleskopu Hubble teleskopunun sahib olduğu güzgü ilə müqayisədə 2.7 dəfə daha böyük qızılı güzgü ilə təchiz olundu.

"Hubble" və "James Webb"in sahib olduqları güzgülərin müqayisəsi:

Teleskopun işə salınmasında yaranmış problemlər:

Bu cür təchizat teleskopa göstərilən xidməti qəlizləşdirir. Startdan sonra onun fiziki təmirini reallaşdırmaq qeyri-mümkündür. Beləliklə onun işə salınması üçün nəzərdə tutulmuş hər bir mərhələ ideal şəkildə keçməlidir. Öz ölçüsü səbəbilə teleskop raketə qatlanmış şəkildə yerləşdirilmişdi. Bu üsul ilə teleskop Yer kürəsinin atmosferindən çıxış zamanı olmuş titrəyişlərdən qorunub. Astronomiya sahəsinin veteranı hesab edilən Hubble teleskopu Yer kürəsinə yaxın aşağı orbitdə yerləşir. Lakin "Webb" teleskopu daha uzaq məsafəyə hərəkət alıb. Belə ki, o, Yer kürəsindən 1.5 milyon km uzaqlıqda yerləşən Laqranj nöqtəsinə (L2) çatmalıdır. Teleskop həmin nöqtəyə çatandan sonra NASA-dakı operatorlar onun Günəşdən qorunması üçün nəzərdə tutulmuş ekranını işə salacaqlar. Belə ki, teleskop tamamilə soyuq mühitdə çalışmalıdır və Günəş şüaları vasitəsilə qızmamalıdır. Daha bir neçə həftədən sonra isə o öz güzgüsünü tam şəkildə açacaq.

Teleskopun iş prosesi:

Plana əsasən teleskop tam şəkildə açılandan 6 ay sonra elmi məlumatları Yer kürəsinə göndərməlidir. Plan üzrə teleskopun Böyük partlayışdan sonrakı mərhələləri araşdırması üçün nəzərdə tutulmuş ilk missiyası 5-10 il ərzində davam edəcək. Alimlər əmindirlər ki, "Webb" teleskopunun edəcəyi böyük kəşflərdən bəziləri indiyənə kimi heç kimin vermədiyi sualların cavabları olacaqlar.