Il documento valuta le prestazioni del JWST durante il periodo di messa in servizio di sei mesi prima del 12 luglio 2022, caratterizzando le capacità orbitali dell'osservatorio, il design e l'architettura del JWST e le prestazioni previste prima del lancio.
Lo studio ha coinvolto ricercatori delle tre agenzie spaziali partecipanti, NASA, Agenzia spaziale europea (ESA) e Agenzia spaziale canadese (CSA), e numerose agenzie partner della missione. Queste includono lo Space Telescope Science Institute (STScI), il Niels Bohr Institute, il Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA), il UK Astronomy Technology Center (UK ATC), il National Research Council Canada (NRCC), l'Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA), il Centro de Astrobiologia (CAB) e molte aziende aerospaziali, università, istituti di ricerca e agenzie in tutto il mondo.
Lo specchio primario e i micrometeoriti
Una sezione del rapporto affronta gli impatti dei micrometeoroidi e il loro potenziale effetto sulle prestazioni ottiche a lungo termine di Webb.
Lo specchio primario del telescopio è costituito da diciotto segmenti esagonali disposti in una configurazione a nido d'ape. Ogni segmento è fatto di berillio placcato in oro e tutti sono allineati per garantire la massima risoluzione e sensibilità possibile. Le prestazioni complessive sono misurate in termini di Wavefront Error (WFE), che si riferisce al modo in cui la luce raccolta dagli specchi del telescopio devia dalla lunghezza d'onda prevista.
"Durante la messa in servizio, il rilevamento del wavefront ha registrato sei deformazioni superficiali localizzate sullo specchio primario attribuite all'impatto dei micrometeoroidi. Questi si sono verificati a un ritmo (circa uno al mese) coerente con le aspettative pre-lancio. Ciascun micrometeoroide ha causato il degrado del wavefront del segmento dello specchio colpito", cita il documento. "Parte del degrado del wavefront risultante è correggibile attraverso regolazioni".
Cinque dei sei impatti rilevati hanno avuto effetti trascurabili, causando un errore complessivo inferiore a un nanometro. Tuttavia, l'impatto verificatosi tra il 22 e il 24 maggio, ha determinato un “significativo cambiamento non correggibile” nel dato complessivo del segmento C3. Questo segmento si trova sul lato inferiore destro dello specchio principale di Webb (visto di fronte).
Fortunatamente, l'effetto complessivo è stato ridotto dal team che ha anche condotto due fasi di riallineamento per correggere gli effetti dell'impatto, arrivando a uno scostamento di circa 5-10 nanometri al di sopra dei valori precedenti. Il problema è che al momento, gli esperti non riescono a valutare se l'impatto di maggio 2022 è stato un caso raro o qualcosa che si verificherà frequentemente.
"Il team del progetto sta conducendo ulteriori indagini sulla popolazione di micrometeoroidi, sul modo in cui gli impatti influenzano gli specchi di berillio e sui compromessi di efficacia ed efficienza di potenziali mitigazioni come le restrizioni di puntamento che minimizzerebbero il tempo trascorso a guardare nella direzione del movimento orbitale, che statisticamente presenta un tasso di micrometeoroidi e energie più elevato”.
Confronto tra gli allineamenti dello specchio di Webb, tratto dal rapporto.
Crediti: NASA/ESA/CSA
Speriamo non succeda di nuovo
L'impatto di maggio 2022 ha preoccupato il controllo missione ma il lato positivo è che non era nulla che non si potesse affrontare e non dovrebbe influenzare le operazioni scientifiche a lungo termine di Webb. Inoltre, secondo il rapporto, le prestazioni del JWST sono state migliori del previsto, quasi su tutta la linea.
“Il risultato chiave di sei mesi di messa in servizio è questo: JWST è pienamente in grado di realizzare le scoperte per le quali è stato costruito. JWST è stato concepito 'per consentire scoperte fondamentali nella nostra comprensione della formazione e dell'evoluzione di galassie, stelle e sistemi planetari' ... ora sappiamo con certezza che lo farà. Il telescopio e la suite di strumenti hanno dimostrato la sensibilità, la stabilità, la qualità dell'immagine e la gamma spettrale necessarie per trasformare la nostra comprensione del cosmo attraverso osservazioni che vanno dagli asteroidi vicini alla Terra alle galassie più lontane".
