Kính viễn vọng không gian James Webb - Hành trình kế thừ con mắt của Vũ Trụ

Ảnh: ESA

 

James Webb hoãn phóng một lần nữa

CẬP NHẬT NGÀY 15 THÁNG 12 NĂM 2021. NASA cho biết hôm nay các nhóm kỹ sư đã hoàn thành thử nghiệm bổ sung xác nhận Kính viễn vọng Không gian James Webb đã sẵn sàng cho chuyến bay. Và điều đó có nghĩa là việc chuẩn bị ra mắt đang được tiếp tục. Ngày ra mắt mục tiêu của Webb chính thức là ngày 24 tháng 12 lúc 7:20 sáng EST

Ảnh: Webb đã cập bến an toàn tại Pariacabo tại Guiana Pháp hôm 12 tháng 10. ảnh ESA

Dự định phóng

Cơ quan vũ trụ Châu Âu cho biết hôm 12 tháng 10 rằng James Webb - kế nhiệm của Hubble đã cập bến an toàn đến đảo Guiana Pháp. ESA cho biết hiện họ đang phối hợp với NASA để chuẩn bị cho cái gọi là sứ mệnh “một lần trong đời” cho vụ phóng của Webb bằng tên lửa Ariane 5 từ cảng vũ trụ của Châu Âu. Các nhóm xử lý kiểm tra và nạp nhiên liệu vào các thùng chứa của tàu vũ trụ, sau đó các đội kỹ thuật sẽ ghép nối Webb với các bệ phóng của nó.

ESA cũng cho biết rất ít sứ mệnh khoa học vũ trụ nào được mong đợi một cách hào hứng như vậy, đây sẽ là đài quan sát khoa học vũ trụ vĩ đại tiếp theo sau Hubble, Webb được thiết kế để giải quyết những ẩn số chưa có lời giải về vũ trụ và nhìn xa hơn về nguồn gốc của chúng ta - như sự hình thành sao và các hành tinh cho đến sự ra đời của các thiên hà đầu tiên trong vũ trụ sơ khai.

Mỗi lần la mắt đều cần lên kế hoạch tỉ mỉ, đối với Webb, quá trình này được lên kế hoạch từ 15 năm trước, việc nó cập bến cảng Pariacabo là một cột mốc quan trọng trong chiến dịch này.

Webb di chuyển từ California trên tàu MN Colibri đi qua kênh đào Panama đến Guiana, sông Kourou cạn đã được nạo vét để đảm bảo một lối đi thông thoáng và tàu theo thủy triều lên cao sẽ cập cảng an toàn.

Kính viễn vọng không gian gần đây đã trải qua quá trình thử nghiệm tại các cơ sở của Northrop Grumman California. Sau khi phóng, nó sẽ tiến đến điểm Lagrange 2 hay L2 - một điểm ổn định về trọng trường cách Trái Đất 1.5 triệu km.

Ảnh: Webb sẽ bay lên quỹ đạo trên một tên lửa Ariane 5 dó cơ quan hàng không vũ trụ Châu Âu cung cấp. Quá trình ra mắt diễn ra trong vòng 70 ngày cùng một nhóm chuyên gia 100 người, NASA tham gia và hợp tác chặt chẽ với ESA trong quá trình phóng. Ảnh ESA

Điểm phóng gần xích đạo

Vào mùa hè năm 2021, NASA đã thông báo rằng kính thiên văn sẽ được đưa đến bãi phóng vào tháng 8 và kính thiên văn sẽ sẵn sàng phóng không sớm hơn ngày 31 tháng 10, vào tháng 9 lịch phóng là 18 tháng 12.

Sau khi phóng, Webb sẽ mất khoảng một tháng để bay đến điểm L2 trong không gian. Khi nó di chuyển đến đó, nó sẽ từ từ hé lộ tính năng của mình, tấm chắn nắng có kích thước bằng sân quần vợt được thiết kế để giảm sức nóng của Mặt Trời hơn 1 triệu lần xuống -220 độ C.Gương và thiết bị đo của Webb phải được dữ lạnh, nếu chúng bị làm nóng bởi Mặt Trời, chúng sẽ phát ra bức xạ hồng ngoại, và đó là những tín hiệu hồng ngoại mờ nhật từ vũ trụ xa xôi mà Webb dùng để đo lường.

Sau khi đưa vào quỹ đạo và sau khi kính thiên văn nguội dần và ổn định ở nhiệt độ cho phép, nhóm sẽ dành vài tháng để điều chỉnh quang học và hiệu chỉnh các công cụ của nó, sau đó Webb sẽ bắt đầu khám phá Vũ Trụ bằng ánh sáng hồng ngoại.

Ảnh: Webb sẽ quay quanh Mặt trời ở khoảng cách với Trái Đất là 1.5 triệu km tại điểm được gọi là điểm Lagrange 2.

Tấm gương vàng khổng lồ

Một trong những thuộc tính quan trọng nhất có thể nhận dạng của Webb là gương chính rộng 6.5 mét của nó. Gương chính của kính thiên văn quản xạ xác định lượng ánh sáng mà nó có thể thu được và dó đó nó có thể nhìn sâu bao nhiêu vào vũ trị. Gương của Webb rộng hơn gần ba lần so với gương chính của Hubble. Tấm gương thực chất là 18 tấm gương nhỏ hình lục giác được làm từ berili rất bền và siêu nhẹ. Mỗi phần gương của kính thiên văn được bao phủ một lớp vàng mỏng như kính hiển vi. Lớp phủ ngoài này tối ưu hóa các đoạn gương để phản xạ ánh sáng hồng ngoại - là bước sóng ánh sáng chủ yếu mà kính thiên văn này sẽ quan sát được.

Chặng đường dài

Sự phát triển của Webb bắt đầu vào năm 1996 với ngân sách 500 triệu đô, các nhà khoa học và kỹ sư không gian ban đầu lên kế hoạch phóng vào năm 2007. Nhưng dự án đã bị trì hoãn đáng kể và tốn kém chi phí, nó đã trải qua một lần thiết kế lại ớn vào năm 2005. Sau đó, họ đã lên kế hoạch phóng vào tháng 3 năm 2020, nhưng đại dịch xảy ra và gây ra những thất bại lớn.

Tuy nhiên. bây giờ đội đã tiến bộ đáng kể, Nasa cho biết chương trình tài trợ hiện có sẽ giúp Webb hoàn thành trong giới hạn chi phí 8.8 tỷ đô. Vào tháng 12 năm 2020, tấm chắn nắng của kính viễn vọng không gian đã được lắp ráp hoàn chỉnh và đã hoàn thành thành công các thử nghiệm cuối cùng của riêng nó, bao gồm cả việc mở ra hoàn toàn, giống như điều mà Webb sẽ làm khi đi vào không gian. Trước đây, nó được biết tới với tên gọi Kính Viễn Vọng Không Gian Thế Hệ Mới (Next Generation Space Telescope) sau đó các nhà khoa học đã đổi thành James Webb vào tháng 9 năm 2002 theo tên cựu quản trị đáng kính của NASA.

NASA, ESA,CSA là các đối tác phát triển Webb. Trung tâm chuyến bay không gian Goddard của NASA ở Greenbelt - Mary lan là đơn vị quản lý và nỗ lực phát triển, trong khí đó thì Northrop Grumman đóng vai trò là đối tác công nghiệp chính của dự án. Giống như Kính viễn vọng không gian Hubble, viện khoa học quản lý kính viễn vọng không gian ở Baltimore sẽ vận hành Webb sau khi phóng.

Ảnh: Webb có một gương chính với đường kính 6.5 mét. Gương của Hubble là 2.4 mét. Ảnh NASA

 

Công nghệ tiên tiến

Như tất cả chúng ta mong đợi, Webb sẽ có khả năng vượt xa hẳn với khả năng hiện tại của Hubble. Theo NASA, Webb không phải một sự thay thế cho Hubble mà là một người kế nhiệm, hai kính sẽ hợp tác cùng nhau trong một thời gian với kế hoạch chồng nhau. Webb sẽ quan sát vùng hồng ngoại của quang phổ điện từ xa hơn so với Hubble và thậm chí nó còn đi sâu vào không gian hơn, và do đó nó sẽ nhìn xa hơn về quá khứ, đi vào quan sát bên trong các đám mây bụi sao, nơi các ngôi sao và hệ thống sao hình thành.

Ảnh: Chúng ta quan sát được các vật thể trong không gian phụ thuộc vào bước sóng mà kính thiên văn đó thu được, đây là sự so sánh giữa tinh vân Carina trong ánh sáng khả kiến (trái) và ánh sáng hồng ngoại (phải). Hình ảnh hồng ngoại giúp chúng ta nhìn rõ hơn các ngôi sao bị ẩn trong bụi. Hình ảnh thuộc NASA/ESA/Hubble


Tham khảo

1. Earthsky.org: https://earthsky.org/space/james-webb-telescope-hubble-successor-to-launch/


Bài viết xem nhiều