Hubble Uzay Teleskobu’ndan haberi olmayan yoktur. 1990 senesinde fırlatılan bu uzay teleskobunun, uzay araştırmalarına sunduğu veri ve getirdiği fayda tartışılmaz. Fakat Hubble’ın incelediği tayf aralığı ve bulunduğu yörünge yüksekliğini yeniden gözden geçirsek nasıl olur? Bu noktada karşımıza James Webb Uzay Teleskobu çıkıyor.
Bilim insanları, daha yüksek bir yörünge seviyesine çıkıp daha farklı tayf aralığını inceleyecek başka bir teleskop geliştirmeye karar verdiler. Nitekim Hubble Uzay Teleskobunun bile henüz yapılmadan öncesinde bir gün yetersiz kalacağını biliyorlardı. Sonrasında yapılacak teleskobun heyecanı, daha süreç başlamadan hissediliyor ve adımlar ona göre atılıyordu. İşte bu projenin ürünü: James Webb Uzay Teleskobu. 2021 senesinin son ayında fırlatılacak olan teleskop hakkında gelin elimizde neler var, birlikte bakalım:
İçindekiler
James Webb Uzay Teleskobuna Genel Bakış
James Webb Uzay Teleskobu’nun teknolojisinin yapacakları, kozmik tarihin aldığı yol açısından çok önemlidir. Projenin sunduğu, görünür en uzak galaksilere bir bakış atmaktır. Bu gezegenler evrenin oluşumuyla alakalı bilgilerin yanı sıra ilk kez ışığını görebileceğimiz gezegenler olmasıyla da heyecan verici. Çünkü bu tip ilk oluşumları incelemek amacıyla daha evvel yapılan çalışmalar hiç bu kadar teknolojik olmamıştı.
Ayrıca teleskobun inceleyebileceği tayf aralığına bakarsak öncelikle evrenin sürekli genişlediğini göz önüne almalıyız. Nitekim evren genişlerken kızılötesi diyagramdaki renkler kırmızıya kayar. Yani ultraviyole ve görünür ışık yayan bu ilk gezegenler, evrenin genişleyen hareketi dolayısıyla kırmıza kayan bir tayf oluştururlar.
İşte James Webb Teleskobundan beklenti, daha önce bu kadar hassas ölçümler yapılmadığı için oldukça yüksek. Teleskobun yapılmasındaki diğer bir amaç da Güneş Sistemi gezegenleri kadar öte gezegenleri de incelemek oluyor. Ayrıca başka yıldız merkezli bu gezegenlerin kökenlerine ve evrimine odaklanıp onları birbirleri ile kıyaslamak da diğer bir amaç olarak karşımıza çıkıyor. Böylece bu gezegenlerde suyun bulunup bulunmadığını veya nerede su bulabileceğimiz konusunda fikir sahibi olabileceğiz.
Diğer yandan teleskobun yeryüzündeki gözlemevinde, iletim spektroskopisi isimli bir teknik mevcut. Bu teknikle teleskop, gezegenlerin atmosferinden süzülen yıldız ışığını yakalanıp inceleyecek. Bunun yanı sıra gezegenlerin kimyasal bileşimleri hakkında bilgi edinecek.
Fransız Guianası’ndan fırlatılacak olan seyyar gözlemevi, Dünya’dan yaklaşık bir milyon mil uzakta altı ay boyunca seyahat edecek. Bunu yaparken sürekli aynaları, güneşliklerini ve diğer küçük sistemlerinin soğumasını kontrol altında tutup hizalama ve kalibrasyonla meşgul olacak. Bu kadar zahmetin tek sebebi ise bu gözlemler ile evren anlayışımızı genişletmek olacak.
Nitekim bu proje, uluslararası ortaklık taşıyor. NASA, ESA (Avrupa Uzay Ajansı) ve Kanada Uzay Ajansı binlerce mühendis ve yüzlerce bilim insanını proje için bir araya getirdi. Bunların arasında 300’den fazla üniversite, kuruluş, 14 ülkeden şirketler ve 29 tane ABD eyaleti var.
JWebb Teleskobu Genel Teknik Bilgileri
James Webb Uzay Teleskobu 6,500 kg ağırlığındadır. Teleskobun hedeflenen ömrü ise 10 yıldır. Teleskop, Dünya’dan 1.600.000 km uzaklıkta yörüngeye yerleştirilecektir. Bu uzaklık Dünya ve Ay arasındaki mesafenin 4 katıdır. Bu noktaya Lagrange Noktası denir. Lagrange bölgesinin özelliği, burada nesnelerin Dünya ile eş zamanlı dönme işlemini yapabilmeleridir. Hubble ise Dünya’dan 550 km uzaklıkta yer alır.
Güneş ve Dünya’dan gelecek olan ısı ve ışığı engellemek için teleskop, güneş kalkanı kullanacaktır. Yörüngesi itibariyle uzay aracı, sıcaklığını daha iyi gözlem yapabilmek için -223.2 derecenin altında tutacak. Her bir katman, insan saçı kalınlığındadır.
Teleskobun aynaları, 18 adet altıgen ve altın kaplamalı berilyum reflektörü şeklindedir. Tek parça fırlatılması zor olan bu aynaların montajı, fırlatıldıktan sonra hassas itici motorlarla yapılacaktır. Optik odağı için birkaç günde bir güncelleme yapılması yeterli olacaktır. Nitekim uzaydaki çevresel etmenler dolayısıyla aynaların harekete ihtiyacı yoktur.
Teleskoptaki Bilimsel Ekipmanlar
James Webb Teleskobu bilimsel ekipmanı, bir dizi astronomik veriyi ve nesneyi çeşitli açılarla incelemeyi amaçlamıştır. Teleskobun 4 adet ana bilimsel ekipmanı vardır. Tüm ekipman, görünür ışık tayfının kırmızı ucunun ötesinde yer alan kızılötesi adı verilen kısmı inceleme kapasitesine sahiptir. Bunun yanı sıra kırmızı tayftan da belirli bir aralıkta ışık yakalayabilecek.
Kızılötesi dalga boyları; yakın, orta, uzak olarak sınıflandırılıyorlar. Ekipmanların nitelikleri de bu kategori seviyesinde incelenir:
Yakın Kızılötesi Kamera (NIRCAM)
Bu kamera, James Webb Teleskobunun ana ekipmanıdır. Yakın kızılötesi dalga boylarına bakar. Bu dalga boyu kırmızı uca en yakın taraftadır ve bu yüzden yakın kızılötesi adını alır.
Hâlâ oluşum sürecindeki en eski gökadalardan gelen ışığa odaklanır. Bunun yanında yakınlardaki gök adalardaki yıldızları ve Kuiper Kuşağından gelen parçaları algılayabilir. Bu ekipman öte gezegenlerin araştırması için çok önemlidir. Koronagraf ve zaman serisi görüntüleme kapasitesi ile başka yıldızların yörüngesinde dönen öte gezegenlerin hareketlerinin de izlenebilmesini sağlar.
Yakın Kızılötesi Spektrograf (NIRSpec)
Spektrograf, ışığı detaylı analiz için bileşenlerine ayıran bir cihazdır. Yakın ötesi spektrograf ile yakın kızılötesi dalga boylarına odaklanır. Son teknolojiden faydalanarak yapılan mikro deklanşör tertibatı ile aynı anda 100’den fazla nesneyi gözlemleyebilir. Bu amacının yanı sıra genç ve tabii ki uzak galaksilerdeki yıldız oluşumlarını ve onların kimyasal bileşimlerini inceler.
Orta Kızılötesi Ekipman (MIRI)
Hassas bir kameraya ve tayfölçere sahiptir. Uzak yıldız popülasyonlarında oluşan yıldızların fiziğini, kuyruklu yıldızları, Kuiper Kuşağı nesnelerinin boyutlarını inceler. Kendisine yakın olan soluk nesnelerin net bir biçimde gözlemlenmesine izin veren parlak bir nesnenin daha çok parlamasını engelleyen bir taç grafiği ile kaplıdır.
Hassas Yönlendirme Sensörleri – Yakın Kızılötesi Görüntüleyici ve Yarıksız Spektrograf (FGS-NIRISS-FGS)
FGS, James Webb Teleskobunu yönlendiren kılavuz kameradır. NIRISS ise spektrumları toplar, parlak ve soluk nesneleri gözlemler ve yakın kızılötesi dalga boylarında evrenin görüntüsünü yakalar. (Tıpkı NIRCAM gibi). Bu ekipman, öte gezegen atmosferini bileşimlerini incelemek için faydalıdır. FGS ve NIRISS amaçları farklı ekipmanlardır. Sadece tek ünitede paketlenmişlerdir.
JWebb Teleskobunun Tarihçesi
Hubble Uzay Teleskobunun 1990 senesinde göndermeden önce de gökbilimcilerin sorduğu bir soru vardı: Hubble’dan sonraki adım ne olmalı? Yani bilim insanları Hubble’in bir süre sonra büyük bir projenin sadece küçük bir parçası olacağı gerçeğine hazırlardı.
1989 senesinin Eylül ayında Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü (STScl) ve NASA yüzlerce astronom ve mühendisi bir çalıştayda bir araya getirdiler. Bu tarihi çalıştay, Yeni Nesil Uzay Teleskobu Çalıştayı’ydı. Bu iki büyük kuruluş, bir teleskop üzerinde çalışılmasını istedi. Bu öyle bir teleskoptu ki Dünya’nın yüksek yörüngesindeki 10 metrelik alanda yer alacak pasif soğutuculu, yakın kızıl ötesi veya ışıması yüksek kırmızıya kayan gökadalarını inceleyecek bir teleskop olacaktı.
1996 senesinde başında astronom Alan Dressler’in olduğu 18 üyeli komite, NASA’ya uzaydaki kızılötesi ışığı gözlemleyebilecek bir uzay teleskobu önermişti. Önerilerinde yer alan teleskop; astronomların, insanoğlunun uzayda ve zamanda geriye doğru araştırma yapmalarını sağlayacak toz ve gaz bulutlarını görmelerini sağlayacaktı. Bunun yanında çeşitli dalga boyları da izlenecekti. Ayrıca 4 metreden daha büyük bir ayna, Dünya’nın uydusu Ay’ın yörüngesinin üzerine oturtulacaktı.
NASA bu teklifi değerlendirmek için üç ekip kurdu ve bu üç ekip de bu öneriyi gerçekçi buldu. Bunun üzerine NASA, 1997 senesinde bu projeyi finanse etmeyi kabul etti. Kurulan ajans, 2002 senesine dek ekibi yeniden kurmuştu. Bu ekipte, ekipmanları tasarlayıp inşa edecek ekiplerle inşaat rehberliğinde rol alacak gökbilimcileri işe alınmışlardı. 2002 senesinde Apollo Programına yöneticilik yaptıktan sonra göze gelen biri çoktan teleskoba adını vermişti: James Webb Uzay Teleskobu.
Teleskobun Gelişimi: Hayalden Gerçeğe
Projenin en zayıf noktası, teleskobun Dünya’dan hizmet edilemez bir mesafedeki görevin zorluğuydu. Çünkü aksi bir durumda Hubble’ın aksine astronotlar teleskobu onaramayacak veya yükseltemeyeceklerdi. Teleskobun inşası 2004 senesinde başladı. Daha sonra teleskobun fırlatma yeri ve aracı seçildi. ESA’nın Fransız Guyanası’ndaki uzay limanını ve Ariane 5 roketini bu fırlatma için uygun görüldüler.
2011 senesine dek 18 ayna segmenti tamamlandı ve bu ayna segmentlerinin testleri bitti. 2012 ve 2013 seneleri arasında çeşitli parçalarının yapımı tamamlandı. Teleskobun montajı NASA’nın Greenbelt Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nde başladı.
2013 senesinde güneşlik katmanlarının yapımına başlandı. 2013’den 2016’ya kadar teleskobun bilimsel ekipmanları aşırı sıcaklık ve titreşim testleri bitti. 2015 ve 2016 senelerinde teleskobun 18 ayrı aynasının tamamı birleştirilmeleri için arka panel yapısına yerleştirildi. Ayna boyutu 6,5 metreydi.
2017 senesinde aynalar ve bilimsel ekipmanların montajı tamamlandı. Daha sonra bu parçalar, test edildiler. Sonrasında teleskop, NASA’nın Houston Teksas’taki Johnson Uzay Merkezi’ne yola çıktı. Montajdan sonraki çevresel testler 2017 senesinde Johnson’daki termal vakum odasında gerçekleşti.
2018 ve 2019 senelerinde ise son montaj ve testler bitti. Bu kadar uzun süre alan testler, teleskopa bir arıza olduğunda müdahale edilemeyecek olmasındadır. 2021 senesinin son günlerinde teleskop aktifleştirilip görevine başlayacak.
Teleskoplar ve İnsanoğlu
Sonuç itibariyle James Webb Teleskobu, NASA’nın şimdiye dek yaptığı en büyük ve güçlü teleskoptur. Teleskobun aşırı büyük olması ve çalışırken soğuk kalabilmesi gibi özellikleri, teleskobun ileri mühendislik özelliklerini gösterir. Çünkü Hubble Teleskobu, soğuk uzayda maalesef 15 derece ısı yaydığı için bazı tayflara duyarlılığı yitirmiştir.
James Webb Uzay Teleskobu’nun elde edeceği veriler, NASA’nın diğer çalışmalarındaki eksik parçaları da tamamlayacak. Çünkü NASA için öte gezegenler ve farklı ışık tayfları, yapbozun adeta eksik parçasını oluşturuyor.
Galileo’nun 17.yy’da gözlerini gökyüzüne çevirdiğinden bu yana uzayla münasebetimiz çok ilerledi. Optik gelişimler ve uzay araştırmaları ile bilgimiz ciddi ölçüde arttı. Dünya’da dağların tepelerine kurulan dev teleskoplardan uzay teleskoplarına kadar büyük teknolojik gelişmeler yaşandı.
İlk uzay teleskobunu Lyman Spitzer, 1946 senesinde önerdi. Fikrin hazmı 10 sene kadar sürdü. Oysa Hubble Uzay Teleskobunun uzaydaki yörüngeye yerleşmesi 1990 senesini bulacaktı. Bu anlamda teleskobun evrimine baktığımızda elimize alıp cebimizde taşıyabildiklerimizden gittikçe büyüyen hacmine şahit oluyoruz. Teleskobu daha da büyütüp dağın eteklerine kuruyoruz.
Sonrasında yetmiyor, uzaya gönderiyoruz. İnsanoğlunun keşfetme arzusu, kümülatif ilerleyen bilimle şaha kalkıyor. Daha büyüğü daha teknolojik olanı derken milyarlarca uzak bölgelere bile bir teleskop kurma hayaline düşüyoruz. Artık günümüze bu hayalleri gerçekleştirebiliyoruz.
Sonuçta kolektif işlerin teknolojinin aldığı yolu kısalttığı bir gerçek. Nitekim ekipler çoğaldıkça uluslararası işbirlikleri de büyüyor. Bu gibi dev projeler, pek çok ülkenin ortak çalışmasıyla ilerliyor. Sonrasında zafer tüm insanlığın oluyor. Peki cidden iyi mi oluyor? Hubble’ın çektiği sanatsal nebula fotoğrafları kadar bizi heyecanlandıran başka nelerle karşılaşacağız?
Galaksilerden ve öte gezegenler hakkında gelen veriler, bizi bilimin neresine koyacak? Uzay teknolojisine ve bilimine katkıları neler olacak? James Webb Teleskobu için planlar rayında giderse, uzay bizi şaşırtmaya devam edecek. Öte gezegenlerin derdindeyken belki de karşılaşacaklarımız bunların da ötesinde olacak.
