Răcirea lucrurilor în spațiu este mai dificilă decât ar putea părea la prima vedere. Însă chiar acesta este procesul prin care Telescopul James Webb trece acum.
Atingerea temperaturilor criogenice este esențială pentru ca sistemele sale de imagistică în infraroșu să funcționeze corespunzător. Deși procesul de răcire a început deja, mai sunt necesare câteva săptămâni până la finalizarea lui și până când telescopul va fi pregătit să realizeze primele imagini în infraroșu ale universului.
Ar putea părea un timp excepțional de lung pentru a răci ceva, însă totul ține de dificultățile de a realiza acest lucru în spațiu. Primul obstacol este acela de a feri instrumentele telescopului de Soare, care poate încălzi lucrurile foarte repede dacă acestea sunt expuse direct luminii solare. Din fericire, Telescopul James Webb are un parasolar special conceput pentru a-l feri de lumina directă a Soarelui.
Restul instrumentelor telescopului s-au răcit după ce parasolarul a fost întins complet în urmă cu câteva săptămâni. Chiar și așa, un alt obstacol ce trebuie depășit este lipsa a două dintre cele trei moduri de a scăpa de căldură în mod natural în spațiu.
Conducția termică, fenomenul prin care căldura este transferată direct altei substanțe, și convecția, prin care un material nou cu temperatură mai scăzută este recirculat în mod continuu prin fața materialului mai cald datorită gravitației, nu funcționează în vidul spațiului.
Drept urmare, Telescopul James Webb folosește o a treia metodă de disipare a căldurii – radiația. Căldura însăși se disipează sub formă de lumină infraroșie. Evident, această lumină infraroșie este exact tipul de radiație pe care Webb trebuie să-l capteze, deci orice alte surse (cum ar fi propriile instrumente) în afara țintelor sale de observație pot afecta semnificativ acuratețea măsurătorilor sale.
În prezent, segmentele oglinzii principale a telescopului au temperaturi cuprinse între 40 și 60 K (-233 până la -213 grade Celsius), în timp ce oglinda secundară are circa 30 K (-270 grade Celsius). Mai este un drum lungă până când oglinzile vor ajunge la temperatura lor țintă, cu aproximativ 10 grade mai mică decât în prezent.
Instrumentele în infraroșu ale telescopului au și ele temperaturi-țintă. Instrumentele în infraroșu apropiat au acum o temperatură de circa 75 K, în timp ce temperatura-țintă este de 40 K.
Diferența de temperatură dintre oglinzi și instrumente este intenționată, NASA utilizând încălzitoare pentru a preîntâmpina formarea gheții pe echipamentul optic. În prezent, aceste instrumente efectuează același transfer de căldură radiativ ca și oglinzile, însă instrumentul-frate – instrumentul în infraroșu mijlociu (MIRI) – este cu totul altă poveste.
Pentru a opera la capacitate maximă, MIRI trebuie răcit artificial până la 7 K (-266 grade Celsius), dincolo de limitele ce se pot atinge prin răcirea radiativă. Drept urmare, acest instrument dispune de o răcire criogenică. Aceasta, spre deosebire de sistemele de răcire criogenică de la alte telescoape, reutilizează propriul heliu lichid ca sursă de răcire.
Aceasta este doar una dintre inovațiile celui mai avansat telescop realizat vreodată de omenire. Ultimele rapoarte arată că telescopul face progrese lente și constante pentru a fi pregătit pentru observațiile științifice.
Sursa: Universe Today.