Dopo aver viaggiato per centinaia di migliaia di miglia nello spazio nell’ultimo mese, il nuovo rivoluzionario telescopio spaziale James Webb della NASA ha eseguito la sua ultima grande manovra di correzione della rotta Questo pomeriggio, mettendosi nel suo ultimo luogo di riposo nello spazio. Ora, l’osservatorio vivrà in perpetuo a una distanza di circa 1 milione di miglia dalla Terra, offrendo al veicolo una vista in prima fila del stelle e galassie più antiche dell’Universo.

Lanciato il giorno di Natale, il James Webb Space Telescope della NASA, o JWST, ha fatto un viaggio selvaggio verso la sua destinazione. Troppo enorme per volare nello spazio nella sua forma finale, il telescopio ha dovuto lanciarsi ripiegato all’interno del suo razzo. Una volta raggiunto lo spazio, JWST ha iniziato una routine estremamente complessa di mutaforma e dispiegandosi, un tipo di coreografia che nessun veicolo spaziale aveva mai eseguito prima. Eppure JWST ha eseguito ogni passaggio in modo impeccabile, i suoi principali schieramenti l’8 gennaio e sbocciare nella sua piena configurazione.

Molta ansia circondava quegli schieramenti, come loro aveva lavorare come previsto; un fallimento avrebbe potuto mettere a repentaglio l’intera missione di JWST. Ma il disagio del team della missione non è cessato quando lo spiegamento è stato completato. JWST doveva ancora raggiungere la sua posizione finale nello spazio per svolgere correttamente il suo lavoro. Se l’osservatorio non ha rallentato proprio oggi, il veicolo ha corso il rischio di entrare nell’orbita sbagliata o di perdere completamente la traiettoria del bersaglio. Un tale fallimento avrebbe potuto complicare il futuro della missione, rendendo incredibilmente difficile per gli scienziati comunicare con l’osservatorio spaziale da quasi 10 miliardi di dollari.

Fortunatamente, JWST ha eseguito quest’ultima manovra in modo impeccabile. “Nell’ultimo mese, JWST ha ottenuto un successo straordinario ed è un tributo a tutte le persone che hanno speso molti anni e persino decenni per garantire il successo della missione”, ha affermato Bill Ochs, project manager del JWST presso il Goddard Space Flight Center della NASA, in una dichiarazione .

Anche se è passato un mese per arrivare a questo punto, non ci è voluto molto prima che JWST si mettesse nella sua destinazione finale questo pomeriggio. Verso le 14:00 ET, JWST ha attivato i suoi propulsori di bordo per circa 5 minuti. È stata l’ultima delle tre bruciature di correzione della rotta che JWST ha fatto, rallentando il veicolo spaziale abbastanza da metterlo in un’orbita molto precisa nello spazio.

JWST è ora in orbita attorno a un punto invisibile nello spazio noto come punto di Lagrange Terra-Sole. È un’area dello spazio alquanto mistica in cui la gravità e le forze centripete del Sole e della Terra sono giuste, consentendo agli oggetti di rimanere in una posizione relativamente “stabile”. “C’è un piccolo tiro alla fune in corso dove [gravity] si bilancia perfettamente”, dice Jean-Paul Pinaud, il capo delta-V delle operazioni di terra presso Northrop Grumman, l’appaltatore principale di JWST Il confine. “Quindi nessuno vince quel tiro alla fune.”

Il Sole e la Terra condividono cinque di questi punti di Lagrange, disseminati intorno al nostro pianeta. Ce n’è uno direttamente tra la Terra e il Sole e uno sul lato opposto della nostra stella rispetto a noi. JWST è in orbita attorno a un punto lagrangiano situato sul lato più lontano della Terra più lontano dal Sole, chiamato L2. In questa posizione, mentre la Terra si muove attorno alla stella, JWST seguirà il pianeta quasi di pari passo, come un compagno costante sempre nella stessa posizione rispetto al nostro pianeta. Indipendentemente da dove si trovi la Terra nel suo percorso intorno al Sole, è garantito che JWST si trovi a circa 1 milione di miglia di distanza da noi.

La pista che JWST sta prendendo intorno a L2 è in realtà abbastanza ampia, allungando all’incirca la distanza tra la Terra e la Luna. Ma l’Osservatorio non può rimanere su quella traiettoria per sempre senza un aiuto. L2 è ciò che è noto come “pseudo” stabile, il che significa che gli oggetti che orbitano attorno a questa posizione avranno la tendenza ad allontanarsi in una direzione. “È come sedersi sulla sella di un cavallo”, dice Pinaud. “Sulla sella di un cavallo, sei una specie di stalla. Immagina di essere una biglia… dalla testa alla coda, probabilmente rotolerai fino al centro, ma poi una volta che vai su entrambi i lati della sella, cadrai a terra.

Quindi JWST dovrà apportare piccole modifiche al suo percorso nel corso della sua vita. Ogni 20 giorni circa, il telescopio accenderà i suoi propulsori per due o tre minuti alla volta per assicurarsi che rimanga in pista nella sua orbita. In definitiva, queste modifiche determineranno per quanto tempo JWST può rimanere attivo nello spazio. Quando il propellente si esaurirà nei prossimi 10-20 anni, sarà allora che la missione dell’osservatorio terminerà. (Fortunatamente, la corsa di JWST nello spazio, il razzo Ariane 5, lo ha messo su una traiettoria così grande che La durata della vita del telescopio durerà molto più a lungo di quanto originariamente previsto.)

Può sembrare una posizione complicata, con molti sforzi extra necessari per mantenere stabile JWST. Ma L2 è un posto piuttosto attraente per questo osservatorio per una serie di motivi. Forse il vantaggio più grande è quanto sia lontano sia dalla Terra che dal Sole. JWST è stato realizzato per raccogliere la luce infrarossa, un tipo di luce associata al calore. A causa di questa scelta progettuale, il telescopio deve rimanere sempre estremamente freddo. Ecco perché è dotato di uno schermo solare che sarà sempre rivolto verso il Sole, un ombrello protettivo che rifletterà il calore della stella e manterrà il telescopio estremamente freddo. Tuttavia, qualsiasi oggetto vicino che emette calore e luce infrarossa potrebbe confondere le osservazioni di JWST se la NASA non sta attenta. Posizionando il telescopio a quasi 1 milione di miglia di distanza dal nostro pianeta, la NASA garantisce che la luce infrarossa proveniente dalla Terra e dalla Luna non interferirà o riscalderà il telescopio.

L2 è ottimo anche dal punto di vista della potenza perché un lato di JWST sarà sempre rivolto verso il Sole. Su quel lato riscaldato, il telescopio ha un pannello solare che raccoglie costantemente la luce solare per l’energia. Altri veicoli spaziali, come il telescopio spaziale Hubble in orbita attorno alla Terra, non hanno quel lusso. Ogni volta che Hubble orbita sul lato notturno della Terra, perde la vista del Sole e deve immagazzinare energia nelle sue batterie. Non sarà mai il caso di JWST. “Abbiamo praticamente una potenza illimitata per le operazioni di missione e non dobbiamo preoccuparci di eventuali eclissi”, dice Kyle Hott, responsabile dell’ingegneria dei sistemi di missione per JWST presso Northrop Grumman, Il confine.

Ci sono anche alcuni aspetti negativi del passaggio continuo dal giorno alla notte quando si orbita attorno alla Terra; Le fluttuazioni estreme della temperatura possono spingere e far vibrare un veicolo spaziale, causando il degrado dei suoi strumenti nel tempo. JWST funzionerà all’incirca alle stesse temperature per tutta la sua durata.

E poi c’è il vantaggio di una comunicazione continua. Con L2 sempre nella stessa posizione rispetto alla Terra, JWST sarà sempre a una determinata distanza dal nostro pianeta. Ciò significa che possiamo essere in costante contatto con l’Osservatorio. “Possiamo in qualche modo essere trascinati a L2 dal sistema Terra-Sole, in modo tale da avere quelle comunicazioni costanti e piacevoli con il veicolo”, afferma Hott. “E quindi questo semplifica anche molte delle operazioni della missione.”

Questo finale cruciale chiude il rischioso viaggio dell’osservatorio attraverso il cosmo, aprendo la strada all’inizio della scienza. Tuttavia, dobbiamo ancora aspettare ancora un po’ per le osservazioni di JWST. Scienziati e ingegneri inizieranno presto ad allineare gli specchi del telescopio in modo così preciso prima di mettere in servizio l’osservatorio, testando tutti i suoi strumenti per assicurarsi che siano pronti a raccogliere le prime straordinarie immagini delle stelle e delle galassie più antiche dell’Universo.

Questo processo richiederà molti mesi, ma se andrà bene, le prime immagini storiche catturate da JWST potrebbero essere trasmesse sulla Terra già quest’estate.