Po uderzeniu mikrometeorytu uszkodzenie zwierciadła Teleskopu Webba jest większe niż zakładano

| Astronomia/fizyka
NASA

Uszkodzenia zwierciadła głównego Teleskopu Webba są większe, niż założenia czynione przed startem. Jak wcześniej informowaliśmy, w maju w segment C3 zwierciadła głównego Teleskopu uderzył mikrometeoryt. W raporcie technicznym dotyczącym wydajności JWST opisano skutki uderzenia.

Już na etapie projektowania założono, że w teleskop będą uderzały mikrometeoryty. Zwierciadło skonstruowano więc tak, by wytrzymywało uderzenia niewielkich obiektów poruszających się z dużą prędkością. Zaprojektowaliśmy i zbudowaliśmy Webba z pewnym marginesem – optycznym, termicznym, elektrycznym i mechanicznym – by mógł on prowadzić badania naukowe nawet po wielu latach pobytu w przestrzeni kosmicznej, mówił Paul Geitner z NASA. Jednak kolizja do której doszło pomiędzy 22 a 24 maja, była większa niż zakładano.

Jakość pracy zwierciadła jest określana stopniem deformacji rejestrowanego przez nie światła i opisywana jako średnia kwadratowa błędu czoła fali (rms). Na początku misji teleskopu wartość błędu dla segmentu C3 wynosiła 56 nanometrów rms i była podobna do wartości innych segmentów zwierciadła. Po uderzeniu zwiększyła się ona do 258 nm rms. Jako że położenie każdego z segmentów zwierciadła można bardzo precyzyjnie korygować, inżynierom udało się zmniejszyć wartość błędu w C3 do 178 nm rms. Błąd ma jednak mierzalny efekt w skali całego zwierciadła głównego. Jednak efekt ten jest niewielki, gdyż błąd dotyczy małego obszaru, czytamy w raporcie [PDF].

Po odpowiednich korektach wartość błędu dla całego zwierciadła wynosi 59 nm rms, czyli jest o około 5–10 nm rms gorsza od poprzedniej wartości. Trzeba jednocześnie zauważyć, że kwestie związane z dryfem i stabilnością obserwatorium powodują, że wartość błędu dla teleskopu wynosi od 60 nm rms (minimum) do 80 nm rms (przy tej wartości podejmowane będą działania zmierzające do korekty błędów). Ponadto wartości błędów optyki teleskopu sumują się z wartościami błędów instrumentów naukowych, przez co wartość błędów dla całego obserwatorium wynosi od 70 do 130 nm rms, zatem błąd wprowadzony przez uderzenie z maja ma niewielki wpływ na wydajność całego obserwatorium, stwierdzają autorzy raportu.

Specjaliści z NASA przeprowadzili analizę obrazów z instrumentu NIRCam i stwierdzili, że pomiędzy 23 lutego a 26 maja doszło do 19 uderzeń niewielkich mikrometeorytów w zwierciadło główne Webba. Niestety, w tej chwili nie wiadomo, jak często mogą zdarzać się takie uderzenia jak to w segment C3. Niewykluczone, że na samym początku pracy teleskopu doszło do wydarzenia, które będzie miało miejsce raz na wiele lat. Gorzej, jeśli środowisko, w którym pracuje Webb, jest inne, mniej bezpieczne, niż dotychczas sądzono i teleskop częściej będzie miał do czynienia z mikrometeorytami o wysokiej energii kinetycznej.

Obecnie zespół inżynierów prowadzi dodatkowe badania nad populacją mikrometeorytów w punkcie L2, nad wpływem uderzeń na zwierciadło główne oraz nad dodatkowymi metodami obrony. Teleskop Webba posiada silniki manewrowe, które będą używane do korekty kursu i mogą zostać użyte, gdyby w jego stronę leciał deszcz meteorytów. Jednak pojedynczych mikrometeorytów nie jesteśmy w stanie wykryć. Jedną z możliwych metod obrony przed nimi jest skrócenie czasu obserwacji w kierunku ruchu orbitalnego, gdyż to podczas takich obserwacji istnieje większe ryzyko uderzeń i z większymi energiami.

Teleskop Webba mikrometeoryt zwierciadło główne