Hem Vetenskap och teknik Rekorddyra James Webb-teleskopet snart i rymden

Rekorddyra James Webb-teleskopet snart i rymden

förbi admin
0 kommentar

Att bygga väldigt stora tele­skop kräver väldigt stor budget. Hur stor? Närmare 90 miljarder kronor. Lägg därtill mycket tid. 

James Webb-teleskopet, som tar sats från rymdbasen i Franska Guyana den 22 december, har det jobbats på i 25 år. Många forskare och tekniker har ägnat hela sitt yrkesverksamma liv åt projektet, som är ett samarbete mellan amerikanska Nasa, kanadensiska CSA och europeiska Esa.

Det är den hittills överlägset största rymdkikaren som skapats och är efterföljare till Hubble, som nu lever på lånad tid.

Webb-teleskopet har en diameter på 6,5 meter. Det är nära tre gånger så stort som Hubble och 100 gånger kraftfullare – vilket krävs för att kunna betrakta de första galaxernas födelse, något forskarna räknar med att kunna göra. 

”I princip är Webb designat för att titta på saker som vi inte kunnat se förut. Vi kommer att kunna göra mätningar och få tillgång till en ny sorts data som vi aldrig haft tidigare”, säger Göran Östlin.

Han är professor i astronomi vid Stockholms universitet och samordnar de svenska forskningsprojekt som fått garanterad tid på Webb. I dagsläget är det totalt 25 svenska forskare som kommer använda Webb. Men kön är lång. Teleskopet är som en stjärnkrog där bordsbokning krävs för att kunna hugga in på de vetenskapliga läckerheterna.

Med Webbteleskopet kommer det gå att titta tillbaka på det första ljuset som följde Big bang – eller i varje fall 300 till 400 miljoner år efter den smällen – för cirka 13,8 miljarder år sedan.

I klartext innebär det att se hur stjärnor och galaxer bildas. Skåda djupare in i galaxer som är mindre än Vintergatan.

På tittlistan finns även att zooma in så kallade exoplaneter och leta efter biomarkörer – i förlängningen försöka hitta spår av liv.

Ett fokusområde är Trappist-1 som ligger 40 ljusår bort. Där finns sju sådana exo­planeter ungefär lika stora som jorden. 

”Webb kommer att hitta många planeter och ta bilder, mäta spektra och undersöka planeters atmosfär och se om de är som jordens ­eller – som de flesta – gasformiga som Jupiter”, säger Kay Justtanont.

Hon är verksam vid Chalmers Onsala rymdobservatorium, docent och senior researcher och väntar sig förvisso inte att teleskopet kommer att hitta ”liv” där ute, men avfärdar inte tanken.

”Universum är stort och att tro att vi skulle vara ensamma är osannolikt. Det måste finnas fler livsbärande planeter, men kanske inte i den fas som jorden är”, säger hon.

Men först ska det 6,2 ton tunga teleskopet ut i rymden. Teknikerna som övervakar uppskjutningen från rymdbasen i Kourou kommer att ha det svettigt, även efter att raketen lämnat jordens yta. 

Det lär finnas 300 kritiska punkter som ska klaras av innan Webb, som är stort som en tennisbana, har nått sin utkikspunkt 1,5 miljoner kilometer från jorden eller fyra gånger längre bort än månen.

Efter 28 minuter separerar teleskopet från Ariane 5-raketen, varpå dess solpaneler automatiskt fälls ut, som ett slags omvänt metallorigami. Hela paketet är fullt utvecklat högt som ett trevåningshus.

Den första omloppsfasen är ett av de mest kritiska momenten. Sedan tar det en månad innan Webb har nått L2, en plats där teleskopet kan ligga i linje med jorden medan vi förflyttar oss runt solen.

”Det är inte utan en viss spänning vi kommer att följa uppskjutningen. Börjar man göra listor på allt som kan gå fel blir man nervös. Det är ovanligt mycket som ska klaffa, inget får gå fel. Det är mycket som ligger i potten, säger Göran Östlin.

Testerna har förstås varit omfattande. 

”Instrumenten har misshandlats på alla möjliga sätt för att se vad de tål”, säger han.

Webb har ett parasoll som dels skyddar mot solen, dels fungerar som kraftkälla. Skölden behövs för att de fyra instrumenten ombord ska kunna hålla en temperatur på -200 grader, annars kan till exempel inte infraröda strålar registreras.

Allra känsligast av instrumenten är Miri, som Kay Justtanont vid Chalmers varit med och fått färdigt. Bland finansiärerna märks Wallenbergstiftelsen som stått för 8 Mkr.

”Vi kom in sist i projektet men blev färdiga först och kunde leverera instrumentet till Nasa för testning redan 2012”, säger hon. 

Instrumentet är inte unikt i sig, tekniken används till exempel på landbaserade teleskop i Chile och Hawaii, det speciella är att det placeras i rymden.

Problemet är att Miri måste kylas ned. Webbteleskopet självt har en temperatur 40 grader över absoluta nollpunkten, vilket är för varmt för att mäta infrarött ljus.

”Miri tar minst en vecka att kylas ned till -268 grader Celsius, det vill säga nästan 6 grader ovan absoluta nollpunkten innan det kan börja användas. Det är det coolaste instrumentet på Webb”, säger Kay Justtanont.

Tillsammans med Göran Östlin är hon särskilt nyfiken på att undersöka den blå kompakta galaxen IZw18, en av de mest metallfattiga i vårt närbelägna universum. 

”Jag vill förstå hur material återanvänds i stjärnor och galaxer. Målet med studien är att undersöka hur stjärnorna bildas och utvecklas i extremt metallfattiga miljöer”, säger Kay Justtanont.

Men det lär dröja innan de första resultaten från Webb når fram till hennes arbetsplats. Först sex månader efter uppskjutningen kan Webb börja leverera.

”Det första inflödet av data börjar komma nästa sommar, men det betyder inte att vi får vår då. Vi gissar att det kanske blir i oktober nästa år. Men Nasa kommer säkert att släppa bilder från teleskopet innan dess.”

”Alla är väldigt exalterade. Vi har redan börjat diskutera om vi har tillräckligt med folk för alla analyser som ska ­göras. Men först och främst koncentrerar vi oss på att få instrumenten att fungera”, säger Kay Justtanont.

Göran Östlin har varit med förr. Han har varit den flitigaste svenska forskaren i att använda föregångaren Hubble och är spänd på vad det nya teleskopet kan avslöja om galaxen IZw18. 

”Jag var faktiskt den första som observerade den med Hubble i infrarött för drygt 20 år sedan. Att nu få besöka den igen med Webb och utforska den tillsammans med Kay är fantastiskt.”

Om det nya teleskopet kommer att kunna upptäcka liv i rymden är han mer tveksam till.

”Jag hoppas att jag har fel, men tror inte att vi kommer att hitta liv i rymden. Men Webb gör det möjligt att undersöka atmosfären på planeter utanför vårt solsystem och söka efter biosignaturer som syre och ozon, tecken i atmosfären att det pågått något slags biologisk aktivitet där. Hur realistiskt det är att hitta något sådant är svårt att säga, men det är absolut en sak man kommer att försöka göra.”

Livslängden för Webb är beräknad till fem och ett halvt år. Så länge tros bränslet räcka i styrraketerna som ska hålla det på plats vid L2.

”Om vi tvingas använda för mycket kommer det att påverka livstiden. Men vi är optimistiska om att det kan hålla upp till tio år”, säger Kay Justtanont.

Hon hoppas i varje fall få närkontakt av tredje graden med själva raketuppskjutningen tillsammans med maken René Liseau, professor emeritus vid Astronomi och plasmafysik på Chalmers.

”Min man är galen – han har bokat biljett till Kourou. Vi har pratat om det länge. Det är vårt sista större uppdrag som vi varit med i från start. Att komma in på rymdbasen kräver speciell inbjudan, men eftersom vi inte fick någon åker vi dit ändå. På kartan ser det ut som om man kan se uppskjutningsplatsen bra från en väg i närheten. Vi får se hur det blir med covidrestriktionerna och resande och om uppskjutning går som planerat. Vi har bara planerat för att kunna vara där en vecka”, säger hon.

 


Du kanske också gillar