I sitt nye hjem langt fra jorden, er James Webb-romteleskopet kanskje ikke fullt så alene som det ser ut til.
Romlommen som er okkupert av teleskopet er ikke et totalt vakuum – og nå har det uunngåelige skjedd, med en liten steinbit, en mikrometeoritt, som kolliderer med et av Webbs speilsegmenter.
Men det er ingen grunn til panikk. Ingeniørene som bygde teleskopet er ekstremt klar over verdens påkjenninger, og Webb er nøye designet for å tåle dem.
“Vi har alltid visst at Webb måtte tåle rommiljøet, som inkluderer sterkt ultrafiolett lys og ladede partikler fra solen, kosmiske stråler fra eksotiske kilder i galaksen, og sporadiske streik fra mikrometeoroider i vårt solsystem.” sier ingeniør og teknisk nestleder prosjektleder Paul Geithner fra NASAs Goddard Space Flight Center
“Vi designet og bygde Webb med ytelsesmargin – optisk, termisk, elektrisk, mekanisk – for å sikre at den kan utføre sitt ambisiøse vitenskapelige oppdrag selv etter mange år i verdensrommet.”
Webbs posisjon i L2. (NASA)
Webb okkuperer en region 1,5 millioner kilometer (snaue 1 million miles) fra jorden kalt L2.
Det er det som er kjent som et Lagrange- eller Lagrangian-punkt, der gravitasjonsinteraksjonen mellom to kretsende kropper (i dette tilfellet Jorden og Solen) balanserer med sentripetalkraften til banen for å skape en stabil lomme der objekter med lav masse kan være ” parkert” for å redusere drivstofforbruket.
Dette er veldig nyttig for vitenskapen, men disse regionene kan også samle inn andre ting.
Jupiter, for eksempel, har svermer av asteroider som deler sin bane i to av Lagrange-punktene den deler med solen. Andre planeter har også asteroider i Lagrange-punktene, om enn ganske færre enn Jupiter.
Det er uklart nøyaktig hvor mye støv L2 har samlet, men det ville være dumt å forvente at regionen ikke hadde samlet noe i det hele tatt.
Så, Webb ble spesielt konstruert for å tåle bombardement fra partikler på størrelse med støv som beveger seg med ekstremt høye hastigheter. Ikke bare innebar utformingen av Webb simuleringer, ingeniørene utførte testpåvirkninger på speilprøver for å forstå hva effektene av rommiljøet kan være, og forsøke å dempe dem.
Støt kan flytte speilsegmenter, men teleskopet har sensorer for å måle speilposisjonene, og muligheten til å justere dem, for å korrigere for eventuelle forvrengninger som kan oppstå.
Mission Control her på jorden kan sende justeringer til Webb også for å plassere speilene tilbake der de skal være. Dens optikk kan til og med vendes bort fra kjent meteorbyger på forhånd.
Og Webb ble bygget med massive feilmarginer, slik at den fysiske degraderingen som forventes over tid ikke vil bringe oppdraget til en for tidlig slutt.
Skader av banerester på Hubble-paneler ble returnert til jorden etter et serviceoppdrag. (NASA)
Det er sannsynligvis i en bedre posisjon enn Hubble, som i lav bane rundt jorden har vært utsatt ikke bare for mikrometeorittstøt, men et konstant bombardement av romrester.
I motsetning til Hubble, betyr imidlertid avstanden til Webb at teknikere ikke vil være i stand til å fysisk besøke og utføre reparasjoner. (Ikke at Hubble har fått service nylig; det siste slike oppdrag var i 2009og den vil ikke motta en annen.)
Mikrometeoroiden som traff teleskopet – en gang mellom 23. og 25. mai – var en tilfeldig hendelse. Påvirkningen var imidlertid større enn forventet, noe som betyr at den representerer en mulighet til å bedre forstå L2-miljøet, og prøve å finne strategier for å beskytte teleskopet i fremtiden.
“Med Webbs speil eksponert for verdensrommet, forventet vi at sporadiske mikrometeoroidnedslag på en elegant måte ville forringe teleskopets ytelse over tid.” sier Webb optiske teleskopelementleder Lee Feinberg fra NASA Goddard.
“Siden lanseringen har vi hatt fire mindre målbare mikrometeoroid-angrep som var i samsvar med forventningene, og denne nylig som er større enn våre nedbrytningsspådommer antok.
“Vi vil bruke disse flydataene til å oppdatere vår analyse av ytelse over tid og også utvikle operasjonelle tilnærminger for å sikre at vi maksimerer bildeytelsen til Webb i best mulig grad i mange år fremover.”
De første fullfarge- og spektroskopiske bildene fra Webb skal fortsatt ankomme etter planen 12. juli 2022. Vi kan absolutt ikke vente.