James Webb Space Telescope yang dirakit lengkap dengan sunshield dan "struktur palet yang disatukan" (yang dilipat di sekeliling teleskop untuk diluncurkan) terlihat sebagian dikerahkan ke konfigurasi terbuka untuk memungkinkan pemasangan teleskop.
(Gambar: © NASA / Chris Gunn)
Paul M. Sutter adalah seorang astrofisikawan di Universitas Negeri Ohio, tuan rumah dari Tanya seorang angkasawan dan Radio luar angkasa, dan penulis "Tempat Anda di Alam Semesta."Sutter menyumbang artikel ini untuk Suara Ahli Space.com: Op-Ed & Insights.
Milik NASA James Webb Space Telescope (saat ini) dijadwalkan untuk diluncurkan pada bulan Maret 2021, setelah bertahun-tahun penundaan dan miliaran dolar dihabiskan lebih dari anggaran. Meskipun mudah untuk berargumen bahwa semua waktu dan uang telah terbuang sia-sia, observatorium ini akan menjadi juara pertama dan tak terbantahkan dari panjang gelombang inframerah, memberi kita akses tak tertandingi ke sudut-sudut alam semesta yang saat ini tidak dapat diakses.
Jika kita ingin mempelajari hal-hal baru tentang segala sesuatu dari galaksi pertama hingga kesempatan kehidupan di planet lain, James Webb sekitar $ 9,7 miliar adalah satu-satunya harapan kami.
Tidak dingin
Sementara James Webb Space Telescope ("JWST" bagi yang tahu) dinyatakan sebagai "penerus" NASA yang bertingkat Teleskop Luar Angkasa Hubble, agak tidak. Hubble pada dasarnya adalah sebuah teleskop optik, menangkap panjang gelombang cahaya yang mirip dengan rentang yang dilakukan mata manusia, dan memperluas masa lalu yang sedikit ke bagian inframerah dan ultraviolet (UV) dari spektrum elektromagnetik. Intinya, Hubble adalah bola mata ruang angkasa raksasa yang mengorbit, memberikan gambar menakjubkan yang akan Anda lihat, jika saraf optik Anda dilengkapi dengan cara yang sama.
Tetapi JWST berbeda. Ini akan mengamati sepenuhnya dalam inframerah, hampir tidak menggaruk merah sedalam mungkin yang bisa dilihat manusia. Dengan kata lain, JWST akan mempelajari alam semesta yang sebagian besar tidak terlihat oleh pengalaman manusia.
Salah satu alasan utama bahwa JWST dirancang untuk menjadi ruang lingkup inframerah adalah bahwa astronomi inframerah pada umumnya sangat sulit dilakukan dari permukaan bumi. Polusi ringan adalah kutukan para astronom, yang membutuhkan langit sejernih kristal dan sangat gelap untuk melakukan pengamatan dan pengukuran terperinci.
Dan polusi cahaya inframerah berasal dari berbagai tempat. Pada dasarnya, semuanya hangat. Yang pada dasarnya adalah segalanya. Tubuh manusia menghasilkan radiasi infra merah 100 watt. Bumi itu sendiri cukup hangat, berpendar kuat di pita inframerah. Bahkan teleskop itu sendiri, jika berada pada suhu kamar, bersinar dalam infra merah.
Bukannya kita tidak bisa melakukannya astronomi inframerah dari tanah, hanya saja itu sangat sulit.
Karena itu, ruang.
Jauh dari rumah
JWST akan beroperasi sekitar 1 juta mil (1,5 juta kilometer) dari Bumi, untuk membuatnya aman jauh dari planet kita yang hangat dan bercahaya inframerah. Tapi meski begitu, masih ada matahari untuk bersaing dengan. Pernah duduk di luar di hari musim panas yang menyenangkan, merasakan kehangatan sinar matahari di kulit Anda? Ya, itu radiasi infra merah, dipompa keluar oleh ember. Dan bahkan satu juta mil jauhnya dari Bumi, matahari masih sedikit bakar.
Untuk mengatasi ini, perancang teleskop ruang inframerah memiliki beberapa pilihan. Pilihan paling umum adalah menggunakan sistem pendingin aktif, pendinginan teleskop hingga suhu yang dibutuhkan untuk mengamati panjang gelombang inframerah dengan benar. Ini luar biasa, dan digunakan oleh teleskop ruang inframerah sebelumnya, tetapi ia membatasi rentang hidup mereka. Tidak ada lagi pendingin = tidak ada lagi astronomi.
Jadi, sebaliknya JWST akan menggunakan payung ruang raksasa yang mahal, panjang 72 kaki (22 meter) dan lebar 36 kaki (11 m), terbuat dari lima lapisan bahan yang sangat reflektif, masing-masing lapisan lebih tipis dari rambut manusia. Ini besar "Pelindung matahari"Akan membuat teleskop itu tetap berada di tempat teduh konstan, di suatu tempat di selatan minus 370 derajat Fahrenheit (minus 223 derajat Celsius), yang ideal untuk panjang gelombang inframerah yang akan dipelajari.
Meskipun, hanya untuk bersenang-senang, salah satu instrumen di atas kapal akan didinginkan dengan sistem pendingin aktif hingga di bawah minus 433 Fahrenheit (minus 258 C), yang akan memungkinkannya mengakses beberapa panjang gelombang inframerah yang lebih panjang.
Lihatlah sains
Secara keseluruhan, JWST sangat besar. Bahkan, itu sangat besar sehingga tidak bisa muat di roket. Selain sunshield raksasa, cermin utama akan memiliki lebar 21 kaki (6,5 m), yang jauh lebih luas daripada fairing roket yang saat ini digunakan. Menempelkan cermin ke sisi roket bukanlah solusi yang bisa diterapkan, jadi alih-alih insinyur pintar NASA memecah cermin menjadi 18 bagian heksagonal yang lebih kecil, yang akan dimasukkan dan dilipat ke dalam roket (bersama dengan lipatan-up) sunshield dan sisa teleskop itu sendiri).
Jika semuanya berjalan dengan baik, hanya beberapa hari setelah peluncuran JWST akan menuju ke titik pengamatannya, buka, dan mulai menatap.
Dan apa yang akan dilihatnya - dan saya tidak menggunakan kata ini dengan ringan - luar biasa. Salah satu target utamanya adalah alam semesta awal, ketika kosmos kita baru berusia beberapa ratus juta tahun. Bintang-bintang dan galaksi pertama yang muncul di kancah kosmik menyala terang dalam spektrum yang terlihat, tetapi selama 13 miliar tahun terakhir alam semesta telah meluas, merentangkan cahaya itu dari rentang yang terlihat dan turun ke inframerah - tepat di sweet spot parameter desain JWST.
Karena kita tidak memiliki gambar sama sekali dari zaman bintang dan galaksi pertama (dikenal dengan bahasa sehari-hari sebagai "fajar kosmik") ini akan menjadi pandangan pertama kita ke zaman penting ini dalam sejarah kosmos.
Lebih dekat ke rumah, JWST akan mempelajari apa pun yang keren di kosmos, dari cakram protoplanet di sekitar bintang yang baru lahir hingga awan molekul, komet, objek Sabuk Kuiper, dan banyak lagi.
Dan JWST akan menggunakan perangkat khusus untuk menghalangi cahaya dari beberapa bintang yang jauh, memungkinkan observatorium untuk mengambil gambar benda-benda yang mengorbit bintang-bintang tersebut - seperti exoplanet. Planet-planet itu akan bersinar dalam infra merah, dan cahaya dari planet-planet itu akan dimodifikasi oleh bahan kimia dan unsur-unsur di atmosfernya, bahan kimia dan unsur-unsur yang mungkin merupakan tanda kehidupan.
Dari pemburu ET hingga pengungkap fajar-fajar, JWST pasti akan pantas ditunggu.
- Teleskop Luar Angkasa James Webb milik NASA: Penerus Kosmik Hubble
- RUU Pengeluaran DPR Memecat Tembakan Peringatan di James Webb Space Telescope
- Teleskop Luar Angkasa James Webb NASA Tiba di California untuk Pertemuan Final (Foto)
Pelajari lebih lanjut dengan mendengarkan episode "Apakah James Webb layak ditunggu?" di podcast Ask A Spaceman, tersedia di iTunes dan di Web di http://www.askaspaceman.com. Terima kasih kepada @SethDSanders, @hhyech, White I., dan Veljo U. untuk pertanyaan yang mengarah ke bagian ini! Ajukan pertanyaan Anda sendiri di Twitter menggunakan #AskASpaceman atau dengan mengikuti Paul @PaulMattSutter dan facebook.com/PaulMattSutter.
