Scritto: Sabato, 05 Febbraio 2022 20:27 Ultima modifica: Domenica, 06 Febbraio 2022 09:00

I primi fotoni entrano nel Webb Telescope


Rilevati i primi segnali luminosi durante le complesse operazioni di allineamento dei segmenti dello specchio, che proseguiranno fino a inizio maggio; intanto gli strumenti si raffreddano sempre di più

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Rappresentazione artistica del processo di allineamento dei segmenti. A sinistra, il percorso dei raggi di luce, a destra, l'immagine stellare multipla generata sul piano focale. L'immagine è realizzata a partire da un fotogramma del video riportato in fondo all'articolo.
Rappresentazione artistica del processo di allineamento dei segmenti. A sinistra, il percorso dei raggi di luce, a destra, l'immagine stellare multipla generata sul piano focale. L'immagine è realizzata a partire da un fotogramma del video riportato in fondo all'articolo.
Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center - Processing: Marco Di Lorenzo

 La settimana scorsa è iniziato il lungo processo di allineamento delle ottiche del telescopio e i membri del team Webb hanno visto i primi fotoni di luce stellare attraversare il telescopio venire rilevati dalla fotocamera per il vicino infrarosso, lo strumento NIRCam Questa pietra miliare segna il primo di molti passaggi per acquisire immagini inizialmente sfocate e utilizzarle per mettere a punto gradualmente il telescopio. Finora, i risultati corrispondono alle aspettative e alle simulazioni.

 Un team di ingegneri e scienziati di Ball Aerospace, dello "Space Telescope Science Institute" e del "Goddard Space Flight Center" della NASA utilizzerà ora i dati acquisiti con NIRCam per allineare progressivamente il telescopio. Il team ha sviluppato e dimostrato gli algoritmi utilizzando come banco di prova un modello del telescopio in scala 1/6. Le immagini scattate da Webb in questo periodo non saranno certo belle e rivelatrici, ma saranno essenziali allo scopo di preparare il telescopio per fare scienza. 

 Per lavorare insieme come una superficie unica, i 18 segmenti dello specchio primario del telescopio devono combaciare entro una frazione di lunghezza d'onda della luce, circa 50 nanometri (5·10-8 m). Per rendere l'idea, se lo specchio principale di Webb avesse le dimensioni della Comunità Europea (circa 3500 km), ogni segmento avrebbe le dimensioni della Polonia e andrebbe posizionato con una precisione di circa 2,5 centimetri.

 Le fasi del processo di messa in servizio saranno le seguenti:

1. Identificazione dell'immagine del segmento
2. Allineamento dei segmenti
3. Sovrapposizione delle immagini
4. Fasatura grossolana
5. Fasatura fine
6. Estensione dell'allineamento sui campi visivi degli altri strumenti
7. Iterazione dell'allineamento per la correzione finale

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Simulazione di come potrebbe apparire inizialmente l'immagine di una singola stella, vista dallo strumento NIRcam - Credits: JWST/NASA/Goddard

 Per ora siamo ancora nella prima fase e il telescopio viene puntato verso una stella luminosa e isolata (HD 84406), per catturare una serie di immagini che vengono unite tra loro. Dato però che ci sono 18 specchi, ognuno dei quali è ancora orientato verso una direzione leggermente diversa, inizialmente appariranno 18 copie leggermente spostate della stella, ognuna diversamente sfocata e distorta. Uno per uno, i 18 segmenti verranno spostati per determinare quale segmento crea una particolare immagine e questo permetterà di passare alla fase successiva. 

 I dettagli delle varie fasi sono illustrati nel link e nel video in fondo all'articolo. In corso d'opera, potrebbe essere necessario tornare indietro e ripetere alcune fasi (il processo è flessibile e modulare) ma, dopo circa tre mesi di allineamento del telescopio, il telescopio dovrebbe essere pronto per l'attivazione di tutti gli strumenti.

 Nel frattempo, sul sito ufficiale di Webb da pochi giorni sono state messe a disposizione altre 5 temperature "in tempo reale", quelle dei 4 strumenti principali e anche dello specchio mobile "FSM Fine Steering Mirror". Le letture vengono aggiornate quotidianamente e sono riportate nel grafico sottostante, insieme a quelle dello specchio primario e del radiatore posteriore che erano già disponibili in precedenza. Di nuovo, mi sono divertito ad estrapolare nel futuro gli andamenti osservati finora, utilizzando sempre una curva esponenziale negativa tipica dei processi di equilibrio termico. Per ora il "tempo caratteristico", che esprime la velocità di decadimento, è fissato in 7 giorni per tutti gli strumenti e 3,5 giorni per FSM.  

Temp Feb5

Andamenti delle temperature in tempo reale (pallini) ed estrapolati (linee tratteggiate) nella "zona fredda" del WST ; notare la scala in kelvin - Data Source: JWST/NASA/Goddard - Processing/Plot: Marco Di Lorenzo

 Come si vede, la tendenza è quella a raggiungere, entro la fine del mese, temperature comprese tra 40 e 65 kelvin per tutti gli strumenti tranne che per MIRI, il quale sembra destinato a stabilizzarsi su un valore decisamente più alto; in realtà, questo strumento è l'unico dotato di un sistema di raffreddamento attivo che, quando entrerà in funzione, dovrebbe consentirgli di crollare addirittura a 7 K, per poter fare osservazioni con la massima sensibilità nella banda dell'infrarosso medio.

Letto: 626 volta/e Ultima modifica Domenica, 06 Febbraio 2022 09:00

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Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center
Marco Di Lorenzo (DILO)

Sono laureato in Fisica e insegno questa materia nelle scuole superiori; in passato ho lavorato nel campo dei semiconduttori e dei sensori d'immagine. Appassionato di astronautica e astronomia fin da ragazzo, ho continuato a coltivare queste passioni sul web, elaborando e pubblicando numerose immagini insieme al collega Ken Kremer. E naturalmente amo la fantascienza e la fotografia!

https://www.facebook.com/marco.lorenzo.58 | Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.

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