Јамес Вебб свемирски телескоп (ЈВСТ) је дуго очекивани, дугоочекивани телескоп „нове генерације“. Планирано лансирање у 2013 Октобра 2018. године ЈВСТ је оглашен за наследника свемирског телескопа Хуббле. Помоћу ње астрономи се надају да ће се осврнути на време када је свемир био стар 200 милиона година и видети прве звезде и галаксије. Главни научник који води овај пројекат је др. Јохн Матхер, ко-прималац Нобелове награде за физику за свој рад са Цосмиц Бацкгроунд Екплорером (ЦОБЕ), који је мерио облик црног тела и анизотропију космичке микроталасне позадине.
Разумела нас је част када је др Матхер контактирала Спаце Магазине рекавши да жели да разговара са нама о статусу ЈВСТ. "Схватио сам да је можда време да разговарамо о ономе што радимо," рекао је, "јер се узбудљиве ствари почињу дешавати."
Спаце Магазине: Др. Матхер, више од деценије смо чули за свемирски телескоп нове генерације, који је касније званично назван Јамес Вебб Спаце Телесцопе. Можете ли нам рећи како је почео концепт овог телескопа?
Јохн Матхер: 1989. године, чак и пре него што је Хуббле лансиран, одржана је конференција о томе какав би следећи свемирски телескоп требао бити. Разговарали су о великим телескопима будућности и из зборника су објавили књигу. Али заиста нису сматрали да је инфрацрвени сигнал велики талас будућности. Затим, 1993. године, постојао је одбор под називом ХСТ и даље. Они су 1996. објавили красан мали извештај у коме се каже да постоје две важне ствари. Један је био изградња инфрацрвеног телескопа, за разлику од онога што је претходна књига рекла, а други је изградња телескопа за тражење планета сличних Земљи. У том тренутку астрономи су тек препознали да је могуће тражење екстрасоларних планета. У октобру 1995., НАСА-ин штаб ме позвао, дао ми списак научника и инжењера које сам могао контактирати и рекао да започнем с планирањем. Тако смо и учинили и одмах смо дошли до изузетне конвергенције мишљења и мишљења. Брзо смо се сложили око концепта који је испунио жеље научне заједнице и ушао у амбиције НАСА-е. Открићете да је телескоп којим смо тада желели да лети, врло сличан ономе на који ћемо летети 2013. године.
УТ: Можете ли нам одмах дати податке о статусу ЈВСТ?
Матхер: Хардвер опреме за лет стиже из целог света на лето 2010. године. Сензор за фино навођење долази из Канаде, један и по пакет папира долази из Европе, а остатак долази из САД-а. Дакле, за 18 месеци инструмент инструмент почиње да иде заједно, а онда се са годину дана касније среће са телескопом. Четири научна инструмента су инфрацрвена камера, спектрограф за вишеструки инфрацрвени објекат, средњи инфрацрвени инструмент и подесив филтер за снимање.
Управо смо прошли критички дизајн за инструмент инструмент. Прошле недеље смо имали стотине људи који су дошли да погледају све и кажу нам да ли радимо како треба. Мислим да смо прошли, мада још нисам видео званичну папирологију. Али чак сам био импресиониран.
УТ: Питање које ми постављају многи људи је, пошто је Хуббле тако успешан, зашто ЈВСТ неће бити оптички телескоп?
Матхер: Зашто се комитет променио из оптичког у инфрацрвени? Било је двоструко. Једна је била да је Хуббле био толико добар, могли су да виде да ће га тешко победити, без обзира колико си изградио телескоп. Друга ствар се десила је да су људи видели како можете да изградите велике оптичке телескопе на терену. Телескоп Кецк радио је заиста добро, а људи су почели да причају о адаптивној оптици, што значи да су још већи телескопи на земљи били вредни. Дакле, те две ствари су нас усмериле према инфрацрвеном телескопу. Такође су сви научници ЈВСТ рекли да нам треба инфрацрвена веза. Од малих могућности које смо имали у то време, инфрацрвена је слика била фасцинантна, откривши да је најудаљенији универзум узбудљив и црвено померен од видљивог. Почиње ултраљубичасто и долази до инфрацрвене везе због великих удаљеност ових објеката и огромног црвеног помака који имају. Дакле, ако желите да урадите ултраљубичасту астрономију на готово ивици свемира, потребан вам је инфрацрвени телескоп.
УТ: Сада када је инфрацрвени Спитзер свемирски телескоп покренут и ради тако добро, да ли је то променило било кога, или то чини да научници желе да идућим нивоом иду на нови ниво?
Матхер: Да, Спитзер је доказао да је то заправо фасцинантна територија. Спитзер је у ствари модерни стандард мало телескопски телескоп; широка је само 3 стопе, 85 цм. Али произвела је нека задивљујућа изненађења. Могу видјети ствари у врло, врло високим црвеним помацима, а ниједна од тих ствари није била очекивана. Дакле, то нам говори инфрацрвеном светом где ће бити предивна открића. Сада знамо да можемо урадити технологију, па хајде да набавимо бољи телескоп. Наука је начин, узбудљива и толико је много што чека да буде откривено.
УТ: По вашем мишљењу, шта ће ЈВСТ издвојити од претходних свемирских телескопа?
Матхер: Сваки телескоп каже, „бољи сам од оног пре мене“, и кажемо исто. Наравно, овај ће телескоп угледати даље у времену са својом инфрацрвеном способношћу и огромним отвором бленде; кроз облаке прашине видеће где се звезде рађају; видеће ствари собне температуре, попут вас и мене, планете или младе звезде које се рађају. Све те ствари могу се директно видети помоћу инфрацрвене могућности коју имамо на овом новом телескопу. Већина посла биће обављена инфрацрвеном везом, с одређеним могућностима у видљивом опсегу.
Али направили смо телескоп опште намене. Након лансирања, научници могу да напишу предлоге, као што то чине Хуббле, за оно што би волели да примете, тако да могу да примете шта год да је у питању врућа тема.
УТ: С вашим искуством са ЦОБЕ-ом и накнадним почастима које сте добили, како сте то пријавили на ЈВСТ?
Матхер: Нису толико почасти утицале на мој живот, већ чињеница да сам прошао кроз процес од самог почетка до самог краја за веома радикално осмишљену опсерваторију, каква је била ЦОБЕ, дало ми је нервозу да размишљам велико ствари. Па кад сам НАСА-ином седишту рекао да желе наследника Хуббле-а, мислио сам да би то било занимљиво и имао сам довољно нервозе да кажем „да“, волео бих то покушати. ЦОБЕ је за то време био врло амбициозан, али довољно мали да сам инжењере лично познавао и могао бих са њима разговарати било шта о било чему. Па сам помислио да бих могао да пређем на већи пројекат.
УТ: А сада радите са људима из целог света?
Матхер: Да, ово је огроман посао. Наш научни тим чини око 19 људи, из Европе, САД-а и Канаде. Инжењерски тим броји преко 2.000 људи који су распоређени широм света. Јасно, не знам их све. Најближе сарађујем са научницима и разговарам са њима о ономе што желимо да постигнемо и будем сигуран да то и остварујемо. Дакле, сада имам другачију улогу. Не одговарам за никакав хардвер, али радим с људима који то раде. Имамо приступ неким од најбољих људи на свету о свакој теми.
УТ: Можете ли говорити о проблемима које је овај телескоп морао да преброди, прекорачењу трошкова и кашњењима?
Матхер: Број један, прекорачење трошкова није толико велико као што то приказују неки људи који би желели новац за своје пројектне идеје. Дан Голдин је у почетку био шеф НАСА-е када смо започели, и рекао, „Желимо да смислите начин како да направите ову опсерваторију за пола милијарде долара у 1996. години.“ Рекли смо да ћемо покушати. Али брзо смо схватили да ће изградња овога бити тешко. Кад смо се припремили за декадално истраживање 2000. године, трошак је био више од милијарду долара. Затим, пре три године, видели смо да је посао све тежи и морали смо поново да га заменимо и поново поставимо. Ако рачунате целокупне НАСА-ине трошкове од почетка 1995. до краја, негде после 2019. године са инфлацијом и државним службеницима (које раније нисмо рачунали), то је отприлике 4,5 милијарди УСД у стварним стварним доларима, а не 1996 долара. Значи раст трошкова, али имали смо одличан успех и на путу смо да лансирамо ову дивну машину, коју ће користити хиљаде астронома. И нисмо морали да мењамо наш план или наш укупни буџет током три године, захваљујући постојаном вођству из НАСА-иног штаба и сјајном техничком раду тимова.
УТ: Добро је знати. Мислим да људи имају општи концепт да је ЈВСТ имао прекорачење трошкова.
Матхер: Па, то није нешто мало и волели бисмо да смо у томе могли боље. Али ради се о фактору два раста, а не о фактору пет који су рекламирали неки људи који би требали знати боље. Овај телескоп ће дуго радити. Услов је пет година, али надамо се да ћемо га испунити за десет. Дакле, наш пројекат се протеже од 1995. до можда 2024. године када би операције завршиле.
Дозволите ми да вам дам неколико идеја шта смо требали учинити да се припремимо и на шта смо се све то време бавили. Развили смо листу десет главних технологија које су нам потребне. Најтеже је било развити огледала. За то је било потребно дванаест различитих уговора само за развијање конкурената до места где су њихови дизајни били довољно добри, тако да је било потребно неколико година. Детектори су очигледно морали бити побољшани у односу на оно што имамо на Спитзер и Хуббле телескопима. Дакле, сада имамо веће и боље детекторе, и они су феноменални. Једна мера астронома је колико залуталих електрона добијете од детектора. Ако затворите сву светлост, требало би да добијете нулу. Сада имамо детекторе који испуштају неколико залуталих електрона по пикселу на сат, што је скоро савршено. Било би добро бити још бољи, али ово је феноменално. Импресиониран сам.
Морали смо да се побољшамо на фрижидерима у свемиру. Почели смо рећи да требамо набавити радијацијски хлађени телескоп да би био сам по себи хладан, а то је углавном тачно. Али испада да нам и даље треба активни фрижидер да би детектори најдуже таласне дужине били хладни, тако да смо то морали да развијемо.
Дакле, то су само неке ствари које смо морали да дизајнирамо, а сав развој технологије коначно је завршен 2007. године и прошао је одобрење одбора за преглед, који је рекао: „Да, те су ствари коначно спремне да буду изграђене.“
Дакле, баш сам стигао до 2007. године и мислим да људи нису заиста ценили оно што је потребно да се припреме нове технологије. С друге стране, благословљени смо што не морамо да се „правимо сигурносне копије“. Увели смо довољно планирања и напора у ове технологије које оне сада раде. То је била једна ствар коју смо научили из Хуббле пројекта, а то је да не довршите свој дизајн док не сазнате шта треба да направите.
УТ: Шта је са вашим процесом тестирања. Да ли је прилично ригорозно?
Матхер: То је још једна лекција коју смо морали да научимо од Хубблеа. Ако га не тестирате, неће радити. Научили смо да имамо веома одлучан и строг процес. Обавили су довољно тестирања на Хубблеу да су могли знати о проблемима са зрцалним фокусом. Произвођач огледала имао је два испитивања која се нису слажила и одлучили су да игноришу један од њих уместо да утврде разлог, а то се испоставило глупо и скупо.
Имамо генерализацију да ако је нешто заиста битно, урадите то два пута. Заправо ћемо тестирати хладан телескоп у великом резервоару за вакуум, доле у Јохнсон Спаце Центру. Дакле, то ће бити опсежни тест „све у почетку, светло у крај“, нешто што они нису могли да ураде за Хуббле. Али знали су да могу поправити Хуббле у свемиру, а знамо да не можемо поправити ЈВСТ, јер ће телескоп бити на тачки Л-2, око 1,5 милиона километара удаљеној од Земље, што је око четири пута даље од Земља него Месец.
Ово је компликован пројекат, али наш приступ обављању компликованог пројекта драматично се разликује од оног кад сам био млад сарадник. Кад сам дошао овде у Годдард, користили смо оловке и правила за слајдове, а рачунари су били прилично нови и већина људи их није имала. Сада имамо рачунаре свуда који прате наше документе. Можемо да урадимо инжењеринг система, па чак и можемо да урадимо врло тачне, комплетне симулације да бисмо знали да ли ће се нешто уклопити и радити пре него што смо га и изградили. Дакле, свет се променио и то је дивно видети. То је разлог зашто смо сада у стању да изградимо ову опсерваторију за приближно исте реалне трошкове колико је било потребно да се Хуббле покрене и ради. Али ЈВСТ је толико већи и моћнији.
УТ: Можете ли нам рећи о дизајну огледала за ЈВСТ?
Матхер: Најтеже је било направити огледало јер нам је било потребно нешто веће од Хуббле-а. Али не можете подићи нешто тако велико или га уградити у ракету, па вам треба нешто мање тежине, али ипак веће, тако да мора имати могућност да се савија.
Огледало је направљено од лаког берилијума и има 18 шестерокутних сегмената. Телескоп се савија попут лептира у кризантији и мораће га сам потпуно откопчати. То је прилично сложен процес који ће трајати много сати. Телескоп је огроман, 6,5 метара (21 стопа), тако да је прилично импресиван.
Сунчани штит је потпуно нов, и мораће да се примени. Дакле, оно што је умотано у мали цилиндар, релативно гледано, постаје џиновски штит, велик колико и тениски терен. Огромно је. Све се то дешава у више фаза и трајаће данима. Унајмили смо компанију, Нортхроп Грумман која је имала искуство расклапања ствари у свемиру, а они нам кажу да то дефинитивно није најкомпликованија ствар коју су разоткрили у свемиру, а то је уверљиво.
Видео снимка ЈВСТ-а у свемиру:
УТ: Да ли је било говора о првом светлу и на шта ће ЈВСТ прво гледати?
Матхер: Да мало. То ће бити забаван део када саставимо ствар.
УТ: Имате ли неке омиљене предлоге?
Матхер: Мислим да би требало да започнемо са лаким циљевима који ће бити прилично лепи, а који ће омогућити јавности да каже: „Ох, видим да делује!“ Неке од првих опажања можемо обавити када постављамо телескоп, чак и пре него што се потпуно прилагоди. Будући да је распоређен након покретања, а огледало испрва није близу правог облика, постепено ћемо радити на томе. Постоји тест модел у Балл Аероспаце-у у Боулдер Цолорадо-у, где практикујемо постављање 18 сегмената огледала у положај. Сваки сегмент има 7 мотора на себи за контролу положаја и закривљености, тако да морамо поново пробати овај.
То је нешто што нису могли да ураде са Хубблеом. Желели су да могу, а имали су и моторе, али нису могли довољно да се притисну. То је занимљива прича. Од Хубблеа смо научили како да исправимо оптику на основу слика које смо добијали, тако да то радимо намерно за овај телескоп.
УТ: Било је контроверзи како ће се покренути ЈВСТ.
Матхер: Одвешћемо телескоп у Француску Гвајану и убацити га у ракету доле. ЕСА купује возило за лансирање; то је ракета Ариане 5, комерцијални производ из Европе и они су имали добру вожњу у последње време, тако да је веома поуздан.
То је, наравно, изазвало доста контроверзи. Чак и ако нам је Европа давала лансирно возило, да тако кажем, било је људи који то нису хтели да прихвате. Било је потребно две године у седишту да то прихвати. То нас је коштало новца. Једини разлог зашто је прихваћен био је тај што смо добили новог администратора који ће га прихватити. То је био Мике Гриффин, па желим рећи, „хвала пуно Мике Гриффин!“
УТ: Ваш тим има још много посла до 2013. године, што ће вероватно бити овде пре него што то знате!
Матхер: Да, знам. Прошло је више од 13 година од како ме НАСА контактирала у вези с тим, али сада се крај брзо приближава. Пред нама је обиље техничких изазова у састављању свега. Нисмо још довољно далеко да утврдимо колико смо ствари прекршили или колико смо направили грешке, али мислим да смо прилично добри у томе да их схватимо пре него што их направимо.
Биће врло узбудљиво први пут саставити опрему. Имамо комаде, добили смо слику на кутији да покажемо где иду, и прилично брзо ћемо доказати да раде заједно, или не. Док примимо све делове овде у Годдард-у, сви ће бити тестирани појединачно, тако да би требали играти заједно. Али природа не воли бахатост, тако да морамо целу ствар тестирати од почетка до краја, баш као што ћемо користити у лету. Након што га саставимо овде, однесемо га у Јохнсон Спацефлигхт Центер и ставимо га у огромни вакуумски резервоар. То ће бити изванредан процес.
УТ: Пуно вам хвала што сте разговарали с нама.
Матхер: Ово је забавно. Волим да причам своју причу и драго ми је што желите да је испричате са нама. Схватио сам да је можда време да разговарамо о ономе што радимо, јер се узбудљиве ствари почињу дешавати. Величанствене ствари се догађају. Сада смо поставили Опсерваториј Кеплер и надамо се да ће они наћи прегршт планета сличних Земљи да их пронађу, а ми ћемо их ближе погледати.
