25 grudnia, Kourou, Gujana Francuska, wraz ze startem Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba z Gujany Francuskiej od NASA, ludzkość jest o krok bliżej od zobaczenia wszechświata w zupełnie nowym świetle, dzięki pomocy kamery zbudowanej przez Lockheed Martin, będącej częścią teleskopu. Będzie ona istotnym elementem, dzięki któremu teleskop będzie mógł spojrzeć po raz pierwszy na światło niebieskie.

Kamera bliskiej podczerwieni (Near Infrared Camera - NIRCam) to główny przetwornik obrazu w Teleskopie Webba i jedna z najczulszych kamer na podczerwień, jakie kiedykolwiek zbudowano. Gdy teleskop ustawi się w kosmosie, NIRCam pomoże ustawić skomplikowaną sieć luster teleskopu. Następnie podczas całej misji będzie wykonywać zdjęcia do celów naukowych.

„Podróż NIRCam trwa już ponad dwie dekady, a obserwowanie, jak zostaje wystrzelona w kosmos na Teleskopie Webba, było kulminacją wielu lat ciężkiej pracy przeprowadzonej wraz z Marcią Rieke i naszymi partnerami z University of Arizona” – powiedziała Alison Nordt, dyrektor ds. badań kosmicznych i oprzyrządowania w Lockheed Martin, która kierowała rozwojem NIRCam. „Teleskop Webba przyczyni się do napisania na nowo książek naukowych o tym, jak rozumiemy nasz wszechświat, a fakt, że technologia zbudowana przez Lockheed Martin pomaga rozwijać przyszłość obrazowania kosmosu, to dla nas ogromny zaszczyt”.

Zespół Lockheed Martin i University of Arizona zaprojektował, zbudował i przetestował kamerę NIRCam w należącym do firmy Centrum Zaawansowanych Technologii w Palo Alto w Kalifornii.

Jak spoglądać na najstarsze światło we Wszechświecie?

Teleskop Webba ma za zadanie przyjrzeć się najstarszemu światłu we Wszechświecie, które według naukowców pojawiło się około 13,5 miliarda lat temu. W miarę rozszerzania się wszechświata, te fale świetlne, które były kiedyś widoczne, teraz przesunęły się do widma podczerwonego. Światło to jest niewiarygodnie dalekie i ekstremalnie słabe, dlatego Teleskop Webba potrzebuje dużych luster – wraz z ultraprecyzyjną optyką NIRCam – aby je zobaczyć.

Zanim to się stanie, pierwszym zadaniem NIRCam jest wykrycie nadchodzącego światła podczerwonego i wykonanie zdjęć, które pomogą systemom teleskopu prawidłowo ustawić 18 segmentów zwierciadła głównego. Ma to kluczowe znaczenie dla zapewnienia, że teleskop dostarczy krystalicznie czyste obrazy po przejściu w tryb naukowy.

Technologia kamery NIRCam

Na początku 2022 r. nastąpi wyrównanie lustra Teleskopu Webba i w tym celu NIRCam będzie wykrywać tak zwany „front fali” lub perfekcyjną kulę cząstek światła emitowaną przez dowolny obiekt luminescencyjny. Kiedy te cząstki napotykają inny obiekt – w tym przypadku optykę teleskopu – ulegają zniekształceniu.

NIRCam mierzy te zniekształcenia z dokładnością nanometryczną, a dane te będą następnie wykorzystywane do ustalenia, jak zwierciadła Webba muszą się ustawiać. Ten iteracyjny proces jest wykonywany tak długo, aż zwierciadła teleskopu nie zostaną odpowiednio ustawione.

Główna kamera do obrazowania Teleskopu Webba pomoże mu zobaczyć jedne z najstarszych świateł we wszechświecie. Fot. Lockheed Martin

Teleskop Webba będzie podróżować ponad milion mil z Ziemi w kosmos, dlatego kamera NIRCam musi działać z niezwykłą precyzją i stabilnością w temperaturach do -400°F (-240°C). W rzeczywistości teleskop potrzebuje niskich temperatur, aby promieniowanie podczerwone z obserwatorium nie przytłaczało obrazów. Aby umożliwić pracę w tak ekstremalnych warunkach, Lockheed Martin opracował nową technikę łączenia soczewek optycznych NIRCam wraz z ich mocowaniami. Innowacyjna metoda zapewnia, że drgania spowodowane zimnem i startem nie powodują przesunięć w ustawieniu soczewek NIRCam.

Po ponad dekadzie drobiazgowych prac inżynieryjnych i rygorystycznych testów, zespół dostarczył jeden z najbardziej wydajnych instrumentów na podczerwień, jakie kiedykolwiek stworzono, a NIRCam został w pełni zintegrowany z Teleskopem Webb w 2014 roku. Teraz Teleskop Webba jest umieszczany w kosmosie, gdzie przez dekadę będzie prowadzić przełomowe obserwacje, aby ukształtować sposób, w jaki w nadchodzących latach będziemy postrzegać przestrzeń kosmiczną.

Więcej o misji

Teleskop Kosmiczny Webba to najnowsze, przodujące na świecie obserwatorium nauki o kosmosie. Rozwiąże zagadki naszego Układu Słonecznego, spojrzy poza odległe światy wokół innych gwiazd oraz zbada tajemnicze struktury i pochodzenie naszego wszechświata, jak i naszego w nim miejsca. Teleskop Webba to międzynarodowy program prowadzony przez NASA wraz z partnerami – Europejską Agencją Kosmiczną i Kanadyjską Agencją Kosmiczną – oraz udziałem przemysłu i wielu firm, w tym Lockheed Martin.

Źródło: Lockheed Martin.