Toekomstdromen in zicht als Canadese instrumenten opstarten aan boord van James Webb Space Telescope

Vijf weken na de lancering van de aarde zullen twee Canadese componenten die cruciaal zijn voor de operaties en het succes van de James Webb Space Telescope, hun eerste grote test ondergaan.

Vrijdagochtend werden voor het eerst de Fine Guidance Sensor (FGS) en de Near Infrared Imager and Slitless Spectrograph (NIRISS) ingeschakeld sinds de gigantische astronomische satelliet op eerste kerstdag werd gelanceerd. Beide instrumenten zijn in Ottawa gebouwd door het Canadese ruimtevaartbedrijf COM DEV, dat inmiddels onderdeel is geworden van Honeywell International.

De succesvolle activering van de instrumenten werd aangekondigd door de Canadian Space Agency, die partner is in het gezamenlijke Noord-Amerikaans-Europese project. Het markeert een belangrijke mijlpaal voor het bureau en voor de Canadese wetenschappers en ingenieurs die meer dan twee decennia geleden voor het eerst aan het project begonnen te werken – en die nu hopen dat het momentum dat het genereert Canada ertoe zal aanzetten zich te committeren aan een toekomstige eigen ruimtetelescoop .

“Het heeft veel langer geduurd dan iemand voor mogelijk had gehouden, maar hier zijn we dan”, zegt John Hutchings, een astronoom die hoofdonderzoeker was van de Fine Guidance Sensor toen deze voor het eerst werd voorgesteld als Canada’s bijdrage aan het door NASA geleide project.

De ‘gouden oog’-spiegel van James Webb Space Telescope gaat open en schept voorwaarden voor de scherpste waarnemingen tot nu toe

Canadese wetenschappers die betrokken zijn bij James Webb Space Telescope zeggen dat het een droom is die uitkomt

Met een prijskaartje van 10 miljard dollar, Webb is verreweg het grootste en duurste stuk astronomische hardware dat ooit naar de ruimte is gestuurd. Het aandeel van Canada, dat meer dan 130 miljoen dollar bedraagt, bedraagt ​​slechts een fractie van de totale kosten van het project, hoewel het het grootste bedrag is dat het land ooit heeft geïnvesteerd in astronomie in de ruimte.

De bijdrage is ook ongeveer net zo kritisch als maar kan. NIRISS wordt gezien als de sleutel tot de zoektocht van de telescoop om de atmosferen van planeten in andere zonnestelsels te karakteriseren, een van de meest verwachte wetenschappelijke doelen. En als de Fine Guidance Sensor zou falen, zou de telescoop niet in staat zijn zijn blik gestaag genoeg vast te houden om onthullende beelden van de diepe kosmos en een groot aantal andere hemellichamen op de verlanglijst van astronomen vast te leggen.

“Alles moest tot nu toe werken en dat is het ook geweest, dus het was meestal een grote opluchting, maar we zijn er nog niet”, zei Dr. Hutchings, die officieel met pensioen is gegaan van het Herzberg Astronomy and Astrophysics Research Center in Victoria, maar actief blijft in de onderzoeksgemeenschap.

Eerder deze week arriveerde de telescoop op zijn bestemming, bekend als L2, een onbezet punt in de ruimte op ongeveer een miljoen kilometer van de aarde. Hier balanceren de zwaartekrachten met de beweging van de telescoop om hem in dezelfde positie ten opzichte van de aarde te houden terwijl hij om de zon draait.

Met zijn zonnescherm en spiegels nu volledig, is de telescoop druk bezig geweest met het afstoten van warmte. Dit is essentieel om een ​​temperatuur van minder dan -233 C te bereiken, zodat de gevoelige instrumenten van de telescoop de zwakke gloed van infrarood licht kunnen waarnemen dat afkomstig is van verre objecten in het universum.

Voordat die drempel wordt bereikt, zullen operators de FGS de komende weken gebruiken om de 18 zeshoekige segmenten die samen de 6,5 meter diameter van de telescoop vormen, uit te lijnen en te kalibreren. hoofdspiegel, zodat ze als één geheel kunnen werken en de scherpst mogelijke beelden kunnen bereiken.

“Voor mij is het belangrijkste item wanneer we de cirkel sluiten tussen het geleidingssysteem en het houdingscontrolesysteem”, zegt Erick Dupuis, directeur van Space Exploration Development bij de Canadian Space Agency. “Dit is het moment waarop we het ruimtevaartuig gaan richten met behulp van de FGS – en daarvoor is het ontworpen.”

Zodra alle instrumenten volledig zijn gecontroleerd en operationeel zijn – een proces dat naar verwachting nog vier tot vijf maanden zal duren – zal de FGS sterren gebruiken als wegwijzers om ervoor te zorgen dat de telescoop precies op het doel blijft terwijl hij zijn beelden verwerft. Zolang er zich op elk moment ten minste drie sterren in het gezichtsveld bevinden, kan de Canadese sensor voorkomen dat de telescoop van het doel afdrijft.

dr. Hutchings zei dat een belangrijk moment in de geschiedenis van de telescoop al vroeg plaatsvond, toen hij en zijn collega’s overtuigden NASA dat de FGS slechts een stukje lucht hoefde te bespioneren dat minder dan een tiende van de diameter van de volle maan was om zijn taak te vervullen. Dit komt omdat de infraroodcamera van het instrument koele, rode sterren kan waarnemen die overvloedig aan de hemel staan, maar te zwak zijn om gezien te worden op optische golflengten. De realisatie verkleinde de omvang van de FGS en zorgde voor een betere configuratie van alle detectoren van de telescoop.

David Aldridge, een programmamanager en ingenieur bij Honeywell, was een van de weinige Canadese teamleden die de telescoop vorige maand in Kourou, Frans-Guyana, zagen opstijgen. Deze week was hij bij de Space Telescope Science Instituut in Baltimore, waar hij aanwezig was voor de opstart van vrijdag de Canadese hardware van de telescoop.

Hij zei dat ondanks het zien van de succesvolle opstijging van de telescoop en alle hindernissen die hij sindsdien heeft genomen, hij deze week nog steeds “een beetje nerveuze energie” ervoer voordat de Canadese componenten werden geactiveerd.

Nu zowel FGS als NIRISS wakker zijn, zullen ongeveer 30 Canadese teamleden van Honeywell, de Canadian Space Agency en deelnemende universiteiten de komende weken 24 uur per dag in het instituut werken, zei hij.

“We moeten in principe 24 uur per dag, zeven dagen per week zorgen voor het monitoren van en deelnemen aan alle afstemmingsactiviteiten … alles wat er gaande is.”

In ruil voor het leveren van de instrumenten door Canada, hebben Canadese astronomen een gegarandeerd aandeel in de waarnemingstijd van de telescoop.

Pauline Barmby, een astronoom aan de University of Western Ontario, zei dat dit zich zal vertalen in een overvloed aan kansen voor de astronomische gemeenschap van het land, waarmee een doel wordt bereikt dat al meer dan tien jaar centraal staat in haar langetermijnplannen. Er liggen nog andere projecten in het verschiet, waaronder deelname aan een door de European Space Agency geleide missie genaamd Euclid, die zal proberen de aard van donkere energie te begrijpen, een mysterieus fenomeen dat ervoor zorgt dat de uitdijing van het universum versnelt.

“Natuurlijk zou het geweldig zijn als Canada het voortouw zou nemen in zijn eigen grootschalige ruimteastronomieproject”, zei ze.

dr. Barmby was mede-leider van een rapport, dat vorig jaar werd uitgebracht, dat een dergelijk project identificeerde als de topprioriteit voor de Canadese astronomie voor dit decennium. Het project, genaamd CASTOR, wordt ontwikkeld door Dr. Hutching oa.

CASTOR zou een ruimtetelescoop zijn met een spiegel van één meter diameter. Hoewel klein vergeleken met Webb, dat alleen infrarood licht ziet, zou het Canadese project een aanvullende rol spelen door de verre universums te observeren op blauwe en ultraviolette golflengten.

Gesteund door de langverwachte komst van Webb, Dr. Hutchings zei dat hij en andere teamleden zijn Kijkend naar de federale begroting voor 2023 als een kans om via de Canadian Space Agency financiering voor CASTOR te winnen.

“Het bureau steekt behoorlijk wat geld in technische studies … en we hebben de hoop dat dit het volgende grote ding zal zijn”, zei hij.

Onze Morning Update en Evening Update nieuwsbrieven zijn geschreven door Globe-editors en geven u een beknopte samenvatting van de belangrijkste koppen van de dag. Schrijf je vandaag in.