Космически телескоп „Джеймс Уеб“ вече пристигна в точката на Лагранж Л2, от където предстои да прави наблюдения (за това писах преди: https://valio98.blog.bg/technology/2022/01/19/kakvo-pravi-kosmicheskiiat-teleskop-djeims-ueb-v-momenta.1799251 и https://valio98.blog.bg/technology/2022/01/25/djeism-ueb-pristigna-v-tochkata-na-postoiannata-si-dislokaci.1800228) и инженерите на земята запчнаха да настройват главното му огледало. То се сустои от осемнадесет сегмента, всеки от които е монтиран на подвижна рамка. За да представят по разбирам начин какво се случва, хората от отдела за връзки с обществеността в НАСА използваха следното сравнение: ако цялото главно огледало се сравни в площта на САЩ, отделните му компонентно имат приблизително площта на щата Тексас, а точността, с която трябва да съвпаднат повърхностите им е по-малко от 4 сантиметра. Процедурата по настройката ще отнеме месеци, преди телескопът да е в състояние да започне научни наблюдения.

Защото тогава е избрана тази – на пръв поглед излишно сложна – конструкция? Тя е сложна само на пръв поглед и всъщност опростява значително строежа на телескопите, намалява масата им, прави ги по-независими от температурните промени и не на последно място по важност – снижава цената им. По тези причини най-големите телескопи – и в космоса, и на земята – днес се строят с огледала, съставени от отделни сегменти.

Връзката между маса и топлина е важна заради температурните промени: през нощта, когато куполът на един телескоп е отворен и се правят наблюдения, в подкуполното пространство влиза студен въздух. Ако огледалото се е загряло през деня, то отдава топлина и загрява въздуха, вследствие на което топлият въздух започва да се движи нагоре и на негово място от вън навлиза друг, по-студен въздух. И така, докато температурата на огледалото се изравни с тази на околния въздух. А движенията на въздуха имат негативен ефект върху качеството на изображението – също когато дори са невъоръжено (т.е. без бинокъл или далекоглед) око виждаме как звездите близо до хоризонта трепкат... Колкото по-масивно е огледалото, толкова по-бавно се охлажда то. Повечето модерни телескопи имат системи за охлаждане през деня, които ги поддържат до температури, близки до нищните, а куполите им се боядисват с бои с висок коефициент на отражение за да се намали нагряването от слънцето.

В космоса разбира се няма въздух, но масата на главното огледало трябва да се изведе с ракета-носител до същия този космос, а от това зависи цената на изстрелването – използването на по-мощна ракета струва повече.

Не на последно място, сегментите внасят елемент на серийност в производството на телескопа – едно голямо огледало е уникален продукт, за чието производство се строят също толкова уникални уреди. А сегментите се „щамповат като салами“, ако трябва да използваме леко модифициран цитат на един политик от ерата на Елвис Пресли. Тук разбира се, опростявам картината, но наистина сегментите, които са на едно и също разстояние от центъра на оптичната ос на телескопа, са еднакви. Впрочем, оптичните компании и астрономите опитват същия подход и с големите монолитни огледала и даже с цели телескопи – например VLT е комплекс от четири идентични телескопа (но съоръжени с различни уреди за да се решават най-разнообразни задачи) с 8-метрови огледала, телескопите „Джемини“ са два идентични – един на Хаваите за наблюдения на Северното небе, и втори в Чили за наблюдения на Южното небе. Подобна двойка близнаци са телескопите SALT в Южна Африка и HET в Щатите.

Да се върнем към „Джеймс Уеб“. Той в момента получава първите технически изображения. За настройката се използва звездата HD84406 – не особено забележима звездичка, с маса и спектър подобни на слъчевите, на около 260 светлинни години (80 парсека) от нас. Тя е съвсем малко по-слаба от най-слабите звезди, които могат да се видят с невъоръжено око, но е лесно достъпна с бинокъл или малък телескоп.

Според плана, първите научни изображения ще бъдат получени през март или април. Тук:

https://www.stsci.edu/jwst/science-execution/approved-programs

може да се видят одобрените наблюдателни програми, но за тях – друг път...