Ana sayfa Uzay Astrofizik Geliştirilmesi 30 yılı aşan James Webb Uzay Teleskobu nihayet ateşlendi

Geliştirilmesi 30 yılı aşan James Webb Uzay Teleskobu nihayet ateşlendi

1748
0
NASA.

Ateşlenme tarihi defalarca ertelenen, hatta iptal edilmesi bile gündeme gelen NASA James Webb Uzay Teleskobu, fikir olarak ortaya çıktığı günün üzerinden 30 yılı aşkın bir süre geçtikten sonra nihayet ateşlendi.

Hubble Uzay Teleskobu’nun (HST) halefi unvanını taşıyan ve astronominin bilinen en güçlü uzay teleskobunu temsil eden NASA James Webb Uzay Teleskobu (JWST), 25 Aralık 2021 tarihinde Fransız Ginesi’nde yer alan Avrupa Uzay Ajansı’na (ESA) ait ateşleme platformundan merkezi Avrupa saati ile 13:20’de ateşlendi.

Ariane 5 roketiyle ateşlenen JWST, önümüzdeki 10 sene boyunca derin uzayın bilinmeyenleri hakkında benzersiz bilgiler sunacak. Uzak galaksilerin yanı sıra, Güneş Sistemi’ne benzeyen yıldız sistemlerine yakından bakma fırsatını ilk kez elde edeceğiz.

NASA Başkanı Bill Nelson, Space.com’a yaptığı açıklamada JWST ile erişilmesi amaçlanan hedefleri gayet güzel ifade etmiş: “Eğer başarılı olursa evrenin aklı baştan alacak sırlarını ortaya çıkaracak, kendimizi, nasıl hayata geldiğimizi, ne olduğumuzu ve tüm her şeyin nasıl evrildiğini anlamamızda bir kuantum sıçrayışı olacak.”

Nelson’ın standart olarak eklediği “başarılı olursa” ifadesi, derin uzay projelerinin teknik karmaşasını temsil eden bir tabir. Projenin 30 yılı aşkın bir Ar-Ge sürecini temsil ettiğini düşünürsek, JWST ekibinde yer alan Jonathan Gardner’ın dediği gibi “NASA’nın bugüne kadar yaptığı açık ara farkla en karmaşık şey” demesi gayet anlaşılır.

HST ardından uzaya ateşlenecek yeni nesil bir teleskop fikri, Hubble’ın henüz göreve başlamasından bir sene önce ABD Uzay Teleskop Bilim Enstitüsü’ndeki bir grup astronom tarafından ortaya atıldı. Astronomların acelesi, bir uzay teleskobu hazırlamanın çok uzun zaman almasına dayanırken, projenin ilk ismi “Next Generation Space Telescope” (NGST) olarak belirdi.

HST Nisan 1990’da başarıyla ateşlendi ancak teleskobun gönderdiği ilk fotoğraflarda ciddi bulanıklık olması, ilki 1993’te başlayan ve 2009’a kadar süren beş tamir sürecini tetikledi. Eğer yapılan ilk tamirde astronotlar Hubble’ın 2,4 metrelik ana aynasını ve optiklerini onarmayı başaramasaydı, NGST fikri henüz cisimleşmeye başlamadan rafa kaldırılabilirdi.

M100 galaksisinin Hubble tamirinden önce ve sonraki görüntüleri. (NASA)

Hubble, Büyük Patlama’nın gerçekleştiği 13,8 milyar yıl öncesinden sadece bir milyar yıl sonrasına uzanan görüntüler elde etmeyi başardı. 90’lı yılların ortasında yağmaya başlayan muazzam görüntüler, astronomların galaksi ve yıldızların bir milyar yıldan daha önceki hallerini görme arzusunu güçlendirdi. Yeni teleskop Hubble’ın gözlemlerini oluşturan optik ve morötesi (UV) ışınlarının dışına çıkarak kızılötesini de içermeliydi. Sebebi, ilk yıldız ve galaksilerden yayılan optik ve UV ışınlarının evrenin sürekli genişlemesi ile sakız gibi uzadığı için Dünya’ya uzun kızılötesi dalgalar halinde ulaşıyor. Kızılötesi ışınlar daha yüksek enerjili diğer ışınlara kıyasla derin uzaydaki toz ve gaz dumanlarını çok daha iyi kolay delip geçebiliyor.

Yeni teleskobun fotonları da daha iyi yakalaması için en az 4 metre genişliğinde ana aynası olması öne sürülürken, dönemin NASA Başkanı Daniel Goldin NGST ekibini 8 metreye ikna etti. 1996 yılında gelindiğinde NGST tasarımının genel hatları belirlenmişti ve projenin 1 milyar dolar bütçe tutacağı, teleskobun da 2007’de ateşlenebileceği tahmin ediliyordu. Haliyle, bu beklentiler oldukça iyimser kalıyordu.

Projenin fiyat etiketi 2010’a gelindiğinde 5 milyar doları gösterirken, ateşleme tarihi 2014’e ertelendi. Aynı zamanda aynanın ebatları 6×6,5 metre olarak belirdi. İronik olan, Obama döneminde ABD’nin uzay-havacılık projelerinin beklenmedik engellerle karşılaşması oldu. Silah sanayisine söz geçiremediği için farklı alanlardan bütçe kısmaya yönelen Obama, NASA’nın Ay’a tekrar geri dönme planı Constellation’ı “fazla bütçe gerektirdiği, takvimin gerisinde kaldığı ve yenilikçi olmadığı” için Şubat 2010’da iptal etti. Obama’nın bilim insanlarını hayal kırıklığına uğratan politikasının sebeplerini detaylı incelediğimde, kararlarda silah lobisinin etkisi olduğunu anlamak zor değildi. Ertesi sene enerjisini yitiren proje Temmuz 2011’de Temsilciler Meclisi Ödenek Komitesi tarafından iptal edilmeye bile çalışıldı ancak bazı senatörlerin ve bilim insanlarının yoğun itirazı JWST’nin rafa kaldırılmasını önledi.

NASA.

Süper soğuk teleskop

Yine ne kadar ironiktir ki, JWST yıllar sonra hayata geçerek kendisini yok etmeye çalışan politikalardan yüz binlerce kilometre uzakta olacağı bir noktaya ateşlendi. Gideceği yerde, yıllar süren inşa sürecinin tüm titiz teknik detayları kendini ortaya koyacak.

Güneş’in yörüngesine ateşlenen Parker Solar Probe (PSP) gibi uzay teleskopları bir yana dursun, JWST tüm bilimsel donanımları kızıl ötesi ışınları en iyi şekilde tespit edebilmek adına süper soğuk olması gereken bir cihaz. JWST’nin görev yapması istenen ideal sıcaklık -220. Haliyle her biri tenis kortu büyüklüğündeki beş katman güneş ışınlarını bloke edecekken, teleskop Dünya-Ay arasındaki çekim kuvvetinin dengelendiği noktalardan birini temsil eden 1,5 milyon kilometre ötedeki Lagrange Noktası 2’de konumlanacak.

NASA/Chris Gunn

L2’de konumlanması, JWST’nin Güneş etrafındaki hareketi sürecinde Dünya ile hizada kalmasını sağlayacak, güneş kalkanı da Ay’dan ve Güneş’ten gelen ışınları olabildiğince bloke edecek. Düşülmesi gereken not, JWST’nin 10 yıllık tahmini görev süreci boyunca tamamen yalnız kalması olacak. Astronotların ulaşamadığı bir noktada yer alacak olması, yıllar süren testlerin de sebeplerinden biri.

Ariane 5 veya diğer tüm roketlerin taşıma yüküme sığmayacak kadar büyük olan JWST, katlanmış bir halde uzaya ateşlendikten sonra orijinal haline geçmeye başlayacak. Her biri berilyumdan yapılma 18 altıgen parçadan oluşan ve altın kaplamaya sahip aynalar Dünya’da 625 kg ağırlığa denk geliyor. Buna rağmen, JWST aynası Hubble’n ana aynasından yaklaşık 360 kg daha hafif. Söz konusu kısım, Hubble’ın ışınları toplayan bölümünün sadece altıda birini temsil ediyor. Öte yandan, 6,5 tonluk ağırlığı ile JSWT selefinden biraz daha ağır.

JWST aynası tarafından yakalanan ışınlar Yakın Kızılötesi Kamera (NIRCam), Yakın-Kızılötesi Spektrograf (NIRSpec), Orta-Kızılötesi Donanım (MIRI) ve Yakın Kızılötesi Görüntüleyici ve Kesiksiz Spektrograf (FGS/NIRISS). Evrenin bilinen en uzak ve eski görüntülerine ulaşmamızı sağlayacak bu donanımlar, teleskop olmadan gece vakti gökyüzünde yer alan en sönük yıldızdan 10 milyar kat daha donuk gök cisimlerini bile tespit edebilecek. Bu yetenek, Hubble’ın gözlemleyebileceği gök cisimlerinden en az 10, en fazla 100 kat daha donuk (karanlık) gök cisimlerinin JWST tarafından tespit edilebileceği anlamına geliyor.

JWST’nin elde edeceği görüntülerin netliği, 40 km ötedeki bir bozuk parayı net bir şekilde görmemize denk olacak. Haliyle bu kadar hassas bir cihazın ateşleme ve sonrasında bir sorun ile karşılaşmaması için onlarca kez vibrasyon ve akustik test yapıldı, JWST istenen sıcaklıkta çalıştığı doğrulanması için defalarca vakum odasına sokuldu.

NASA/Chris Gunn

14 yıllık bekleyişin ardından neler olacak?

JWST, ilk ateşlenme tarihi olarak düşünülen 2007’den tam 14 sene sonra gökyüzüne ulaşırken, pandemiden de nasibini aldı. Normalde Mart 2021 olarak belirlenen ateşleme, pandemi nedeniyle ilk olarak Ekim 2021’e ertelenmişti.

Peki bundan sonra ne var? JWST’nin hayata bakışımızı değiştirme potansiyeli bulunan görüntülerini elde etmeye başlaması için ilk olarak bir aylık yolculuğunu tamamlaması ve L2’ye ulaşması gerekiyor. Bu süreç esnasında, güneş kalkanından bilimsel donanımlara kadar tüm teleskobun aktif edilmesi gereken titiz adımlar gerçekleştirilecek.

JWST’nin “açılma” aşamasındaki en kritik safha, tam 140 serbest bırakma tertibatı, 70 menteşe noktası, 90 kablo ve sekiz konuşlandırma motoru içeren güneş kalkanının hazır hale getirilmesi. Aynanın 18 parçasının da düzgün şekilde açılması hiç de kolay olmayacak. JWST ekibine göre muntazam çalışmaları için her bir segment 150 nanomatre doğruluğunda konumlandırılmalı (İnsan DNA’sının bir zinrici 2,5 nanometre uzunluğunda).

Eğer tüm adımlar sorunsuz ilerlerse, JSWT önümüzdeki altı ay içerisinde tamamen çalışır hale gelecek. Standart bilimsel operasyonların 2022 yazında başlaması bekleniyor.

Gardner, JSWT ile neler keşfedeceğimiz konusunda da herkesin aklını okuyan bir ifade kullanıyor: “Bence en heyecan verici keşifler aklımıza bile gelmeyen, beklenmedik keşifler… Bilimin heyecan verici tarafı da bu.”

Kesinlikle.

Önceki makaleYetenekleri Organizmaların Anahtarı: Sentetik Biyoloji Nedir?
Sonraki makaleTesla’sının bataryasına $22.600 ödemek istemeyen Finli, aracını havaya uçurdu
Editörlük kariyerine 2009'da hurriyet.com.tr dış haberler masasında başladı. Şubat 2012'de ntvmsnbc (ntv.com.tr) bilim-teknoloji editörü oldu. İki yıl süren bu tecrübenin ardından iki yıl Al Jazeera Türk bilim-teknoloji editörlüğü yaptı. Bugün DijitalX'in yanı sıra bugün farklı mecralar için de içerik üretmeye devam ediyor.