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Specchio gigante per un nuovo telescopio spaziale
La capacità di un telescopio di raccogliere la luce da oggetti distanti è direttamente correlata alla dimensione dei suoi specchi: più grande è lo specchio, più luce può raccogliere. Così gli ingegneri della NASA Goddard Space Flight Center, Northrop Grumman, Ball Aerospace, SSG-L3 Tinsley e AXSYS Technologies hanno costruito uno specchio criogenico estremamente grande e leggero. Le sue dimensioni gli consentiranno di raccogliere più luce più velocemente rispetto ai telescopi precedenti e con una migliore risoluzione. Lo specchio gigante, che sarà distribuito sul James Webb Space Telescope ( JWST ), rivoluzionerà gli studi su come si formano ed evolvono le stelle e i sistemi planetari.
Test ottico: Gli ingegneri di Ball Aerospace hanno costruito un banco di prova ottico in scala un sesto per testare le tecnologie per il telescopio spaziale James Webb prima della sua implementazione. Qui si vede una versione simulata su piccola scala dello specchio criogenico leggero manipolato dalla tecnologia di rilevamento e controllo del fronte d'onda. Lo specchio a grandezza naturale sarà in 18 pezzi singoli, con un diametro totale di oltre sei metri.
Il telescopio James Webb dovrebbe succedere al telescopio spaziale Hubble nel 2013. Il suo componente chiave, il nuovo specchio, è composto da 18 segmenti che costituiscono un'area totale di quasi 25 metri quadrati, sette volte l'area dello specchio del telescopio Hubble, afferma John Decker, il vicedirettore associato del progetto alla NASA. Lo specchio è una delle tecnologie più rivoluzionarie che andranno a bordo del JWST, afferma Decker. È estremamente leggero, con superfici ottiche molto precise.
Il nuovo telescopio della NASA guarderà principalmente l'universo nello spettro infrarosso; rimarrà fermo rispetto alla terra e al sole a un milione di miglia di distanza dalla terra. Funzionerà a temperature tremendamente fredde (da 30 a 55 kelvin) e quindi non può generare calore che potrebbe sommergere ciò che gli scienziati stanno cercando di rilevare. Al contrario, il telescopio Hubble orbita attorno alla terra rilevando lunghezze d'onda ottiche e ultraviolette utilizzando uno specchio di vetro che è stabile a quelle temperature, ma non sarebbe alle temperature del telescopio James Webb.
Lo specchio del nuovo telescopio è realizzato in berillio, uno dei metalli più leggeri conosciuti. Il materiale ha proprietà termiche eccezionali che consentono alle sue prestazioni ottiche di rimanere stabili in un'ampia gamma di temperature. È anche termicamente conduttivo: cioè conduce il calore attraverso l'intero specchio, eliminando i gradienti di temperatura.
Multimedia
Video: guarda il dispiegamento del telescopio spaziale James Webb.
Video: guarda l'osservatorio e lo specchio in costruzione.
Presentazione immagine: guarda lo specchio principale e un modello in scala reale.
Non è la prima volta che questo materiale viene utilizzato nello spazio. Anche lo specchio primario del telescopio spaziale Spitzer, lanciato nell'agosto 2003, utilizza il berillio, ma il suo specchio ha un diametro di soli tre quarti di metro. Al contrario, lo specchio del telescopio James Webb ha un diametro superiore a sei metri, il che rende la produzione una sfida molto più grande, afferma Lee Feinberg, manager del telescopio alla NASA.
Date le dimensioni estreme dello specchio, gli ingegneri lo hanno suddiviso in 18 pezzi singoli, ciascuno di circa 1,3 metri di diametro. I segmenti saranno piegati insieme, come le foglie di un tavolo a ribalta, dispiegandosi mentre il telescopio è in viaggio verso la sua destinazione.
Gli ingegneri stanno prendendo ulteriori precauzioni per evitare il ripetersi dell'incidente del telescopio Hubble, in cui lo specchio è stato effettivamente rettificato e lucidato secondo una prescrizione errata. Di conseguenza, le immagini prodotte da Hubble erano sfocate e la NASA fu costretta a installare ottiche correttive in una missione di riparazione. Poiché lo specchio del telescopio James Webb è realizzato in berillio anziché in vetro, i metodi specifici utilizzati per produrlo differiscono sostanzialmente da quelli utilizzati per produrre lo specchio Hubble. I molteplici metodi di misurazione indipendenti pianificati per i mirror JWST prima del lancio garantiranno che abbiano le prescrizioni corrette, afferma Decker.
Gli specchi avranno sette gradi di libertà e potranno essere controllati individualmente, consentendo agli scienziati di spostare, inclinare, inclinare e mettere a fuoco ogni segmento utilizzando una nuova tecnologia sviluppata appositamente per il telescopio.