500 millió dollárból simán kijön – gondolták 25 éve a NASA-nál. Végül bő 10 milliárdba került, de megérte. Most elmagyarázzuk, miért került annyiba a James Webb űrteleszkóp, mint a teljes magyar gazdaság 6 százaléka.
Magyar szemmel már szinte megszoktuk, hogy egy-egy projekt a tervektől a megvalósításig sokszorosára drágul. Nyugaton ehhez annyira nincsenek hozzászokva, ez pedig a James Webbet is majdnem elkaszálta. A James Webb űrteleszkópról, az emberiség történelmének legélesebb szempárjáról 1997-ben még azt hitték, hogy 500 millió dollárból kijön és 2007-ben fel is lövik.
Végül 10,7 milliárd dolláron állt meg a számla és csak most, a hétvégén indult el.
Pedig 2011-ben majdnem megbukott az egész projekt. Az amerikai Képviselőház indítványozta, hogy fújják le a programot, mert már így is milliárdokkal van a tervezett szint fölött és az egész projektet ritka rosszul menedzselik. Azonban az indítványt óriási tiltakozás fogadta: az American Astronomical Society azonnal ágálni kezdett, a Webb a tudományos folyóiratokban is olyan támogatást kapott, hogy a Kongresszus végül helyben hagyta a büdzsé emelését.
A 6,5 méter átmérőjű fő tükör a hangárban.
Olyan messze lőttük fel, hogy ki sem tudunk menni hozzá
A húszszoros drágulásnak és a 14 éves késésnek azonban ez esetben oka is van: soha ilyen bonyolult műszereket, ilyen fejlett technológiát nem küldtek még az űrbe. A teleszkóp összetettsége megkívánta, hogy számtalan tesztet, kísérletet végezzenek még el a Földön számtalanszor egymás után. Ráadásul az egész szerkezet akkora, hogy nincs olyan rakétánk, amibe beférne.
Mérnöki csoda, ahogy megoldották a Webb összehajthatóságát, majd azt, hogy fellövés után kicsomagolja saját magát.
A szerkezet precizitására pedig jó példa, hogy a 25 négyzetméteres, aranybevonatú tükröket nanométer, a milliméter egymilliomod részének pontosságával kell beállítani, hogy a lehető legtávolabbról, tízmilliárd fényévről érkező fotonokat is pontosan juttassa a szenzorokba. Miközben a teleszkóp környezetének hőmérséklete a mínusz 230 foktól a plusz 110 fokig terjedhet és belül az egyik műszer csak mínusz 267 fokon képes jól működni.
És az egészet, mielőtt fent összerakná magát, szétrázzák a fellövéskor.
Szóval igazából a fellövés is komoly kihívás dolog, a projekt sikere a második Lagrange-pontig tartó 1,5 millió kilométeres úton dől el.
A legszebb az egészben, hogy maga a NASA is felsorolt pontosan 344 pontot, ahol az félremehet a projekt és a 11 milliárdos távcső mehet a levesbe. Ráadásul itt tényleg nincs lehetőség a hibára. A Hubble nagyon közel kering a Földhöz, alig több, mint 500 kilométerre a felszíntől, szervizelés esetén kis túlzással csak kiugranak hozzá űrhajósok, a Hubblesite szerint az elmúlt 30 évben összesen 5-ször látogatta meg valamelyik űrsikló. A Webb annyira távol lesz, majdnem ötször távolabb, mint a Hold, hogy
ha valami nem úgy működik, ahogy kellene, akkor a világ legdrágább, hasznavehetetlen űrszemetévé válik.
Nyugati koprodukcióban készült
A Webb három űrügynökség, az amerikai (NASA), a kanadai (CSA) és az európai (ESA) koprodukciójában készül el, de azért a terhek nagyja az amerikai félre esett.
Egy remek videó arról, miért mérnöki csoda a teleszkóp.
- A NASA 9,7 milliárd dollárt állt a projektből (8,8 milliárd dollár a fejlesztés, a kivitelezés és a fellövés, 860 millió az üzemeltetés), és a működési idő 80 százalékában használhatja az eszközt.
- Az ESA 800 millió dollárral szállt be, az európai szervezet építette a NIRSpecet, a MIRI egység egy részét és tudósokkal, mérnökökkel járul hozzá az üzemeltetéshez, valamint az ESA-é az Ariane 5 hordozórakéta is, ami felvitte a világűrbe a távcsövet. Mindezért 15 százaléknyi időt kap a műszerrel.
- A CSA pedig 160 millió dollárral járult hozzá a Webbhez, a NIRISS-t és a Fine Guidance Sensort prezentálta, valamint humán erőforrást bocsájt a projekt rendelkezésére, és mindösszesen 5 százaléknyi időben használhatja a teleszkópot.
A James Webb összehajtogatva a hangárban.
De ha a beszállítókat és az ESA-n keresztül résztvevő összes országot nézzük, akkor összesen 285 cég, kormányzati ügynökség és akadémiai intézmény van a programban: 142 amerikai, 12 európai országból összesen 104, Kanadából pedig 12.
Feltűnő, hogy Oroszország és Kína kimaradt az együttműködésből. Az elmúlt évtizedben nagyon sikeres volt az amerikai-orosz űregyüttműködés, de a növekvő politikai feszültségek miatt a NASA inkább kitessékelné Moszkvát és Pekinget a világűrből. Kína komoly összeget fordít a saját űrkutatása, Oroszország inkább úgy tűnik, inkább a Földre koncentrál és fegyverrendszereket tesztel.
Csúcstechnológia a világűrben
Nézzük meg, mik azok a méregdrága eszközök, amiket a teleszkóp a megfigyelésekhez használ.
- NIRCam (Near-Infrared Camera): A közeli infravörös kamerát az amerikaiak fejlesztették. Ez vizsgálja az égitesteket a látható fény és a közeli infravörös tartományában (0,6–5 mikrométer). A NIRCam főleg a saját galaxisunk, a Tejútrendszer csillagait és bolygóit vizsgálja majd, hogy a kialakulásukat és az élet nyomait kutassa. A bolygók vizsgálatához szükséges eszköz a koronográf, ami kitakarja a csillag fényét, hogy ne homályosítsa el a bolygót mellette. A NIRCam tíz szenzorral rendelkezik, mind 4 megapixeles.
- A NIRSpec-et (Near InfraRed Spectograph) az ESA fejlesztette, a spektroszkópiát teljesíti majd a közeli infravörös tartományban. Két darab négy megapixeles szenzorral rendelkezik. Képes a látószögébe eső akár 100 objektum folyamatos megfigyelésére. Elsősorban az ősrobbanás után keletkezett első galaxisok lesznek a célpontjai, ezek vannak tőlünk a legtávolabb.
- A MIRI (Mid-Infrared Instrument) az egyik legérdekesebb eszköz a Webben, sok fejtörést okozott a mérnököknek. A MIRI vizsgálja majd a távoli, hűvös objektumokat. Itt a hűvös alatt azt kell érteni, hogy alig pár fokkal a nullkelvin, azaz mínusz 273 celsius fok fölötti objektumok. Ezért a MIRI-nek is nagyon hidegnek kell lennie, ez az egyetlen aktívan hűtött műszer a négyből, hőmérséklete nem lépheti át a hat kelvint, azaz a mínusz 267 fokot. A Telex egyik anyagában megszólaló mérnök úgy fogalmazott: a műszer annyira éles, hogy egy öklömnyi hógolyó hőjének ragyogása számára Bécs–Budapest-távolságból gyönyörűen látható lenne.
- FGS/NIRISS (Fine Guidance Sensor/Near InfraRed Imager and Slitless Spectrograph). Az FGS, a finomvezérlési érzékelő gyakorlatilag stabilizálja a teleszkópot megfigyelések közben, míg a NIRISS a világegyetem legkorábbi fényeit kutatja majd, illetve szintén idegen bolygókat keres.
Az emberiség történelmének legélesebb pillantása.
A Qubit arra is felhívta a figyelmet, hogy James Webb leendő eredményeihez magyar kutatók is hozzáadták a magukét. A Szegedi Tudományegyetem Optikai és Kvatumelektronikai Tanszékének munkatársa, Szalai Tamás kollégáival együtt szupernóva-robbanások csillagközi por formálódásához vezető utóhatásait derítheti fel a teleszkóppal. Ábrahám Péter, a CSFK Konkoly Thege Miklós Csillagászati Kutatóintézetből pedig munkatársaival az Ex Lupi csillag körüli porból és gázokból álló akkréciós korong jellemzőit fogja vizsgálni a teleszkóppal.
A Telex pedig arról számolt be, hogy A MIRI-csoportban találhatóak még magyarok, például Tamás László, a MIRI európai projektmenedzsere 2019 óta a UK Astronomy Technology Centre alkalmazásában. Vagy ott van az arizonai egyetemen dolgozó Gáspár András, aki a MIRI detektorok belső diffrakciójának a modellezésén dolgozott, és a tudományos csapat tagjaként 50 órányi garantált és 10 órányi pályázott távcsőidővel a csillagok körüli törmelékkorongokat és a Tejútrendszer közepén lévő Sagittarius A nevű fekete lyukat fogják vizsgálni.
A fenti négy műszer kifejlesztése, beépítése, a velük számtalan kísérlet, a teleszkóp mérnöki felépítése, az aranybevonatú, berilliumból készült, tökéletesen simára csiszolt és tökéletesen záródó tükrök, az eszközben lévő brutális hűtés és hőpajzsok együtt felelősek, azért, hogy a James Webb űrteleszkóp mindennel együtt szinte felfoghatatlan, 3400 milliárd forintba került.
Borítókép és képek: NASA
