A James Webb űrtávcső (eddigi) története: így lett hússzor drágább, mint eredetileg tervezték

Ami az elmúlt hónapokban várható volt, immáron hivatalos: a James Webb űrtávcső jövő év márciusában sem fog elindulni. A járványügyi intézkedések nyomán kialakult helyzetben mindez nem meglepő, azonban a James Webb űrtávcső már így is menthetetlenül a halasztások és az elszálló költségek szimbóluma lett. Hogyan jutott ide a NASA eddigi legambíciózusabb csillagászati projektje?

1989 – A NASA és a Space Telescope Science Institute (STScI) közös szervezésében rendezik meg a Next Generation Space Telescope Workshopot, amelyen a Hubble-űrtávcső (amelynek szavatossági cédulája ekkor még csak 2005-ig szólt) utódjának céljait és az azokkal járó kihívásokat vitatják meg.

1996 – Next Generation Space Telescope (NGST) munkacímen zöld utat kap a projekt, amely elsősorban az infravörös tartományon érzékeny, nagyméretű űrtávcsövet hivatott tető alá hozni. A Goddard Space Flight Center és az STScI kutatóiból összeállt független bizottságok megvalósíthatónak ítélik a kitűzött célokat; a becsült büdzsé: 500 millió USD.

1997 – Előzetes tervek és felmérések készülnek a Ball Aerospace és a TWR magánvállalatok részéről, együttműködésben a Goddard Space Flight Center-rel. Tervezett indítás: 2007.

Ilyen is lehetett volna – korai koncepció rajz az NGST-ről. Forrás: NASA

1999 – A Lockheed Martin is csatlakozik a fenti trióhoz az előzetes koncepciók megalkotásának versenyében.

2000 – A grandiózus projekt számos új technológiát követel meg, amelyek ugyanakkor jelentős rizikófaktort hordoznak magukban. Ezek élesben való teszteléséhez indítják el a NEXUS programot, egy 2004-ben startoló, technológiai demonstrációként szolgáló kisebb űrtávcsövet.

2000 decembere – Költségvetési okokból törlik a NEXUS programot. A laboratóriumi tesztelési időszak várható elhúzódása miatt az első alkalommal kell módosítani a céldátumot, 2009-re.

2002 – A NASA a TRW (műszaki konstrukció) és a Ball Aerospace (optika) közös pályázatát választja a Lockheed Martin koncepciójával szemben. A nyertes cégek egy 6,1 méter átmérőjű főtükröt tartalmazó, infravörös-űrtávcső megépítésére kapnak megbízást.

Az NGST közben új címkét kap: hivatalos neve innentől James Webb Space Telescope (JWST), a NASA ’60-as években regnáló igazgatója után. Egyben új az indítási dátum is, amelyet 2010-re tolnak.

Nagyobb távcső – jobb távcső. A Hubble-űrtávcső főtükre a JWST-vel való összevetésben. Kép: Wikipedia

2003 – Többek között a NASA-val kötött 825 millió USD-ről szóló szerződés miatt a TRW-t felvásárolja a hadiiparban is érdekelt Northrop Grumman.

2004 – Megkezdődik a JWST első elemeinek kivitelezése.

2005 – A költségek elszaladnak, ezért az év közepén alapjaitól tervezik újra az űrtávcső technikai specifikációit és a jövőbeli teszteket. Az új becslések alapján 4,5 milliárd USD környékén lesz a végösszeg, az indítás pedig 2013-ra tolódik.

Ugyanebben az évben kiválasztják az indítás helyszínét és módját, eszerint az Európai Űrügynökség kouroui (Francia-Guyana) indítóállomásáról startol majd a JWST egy Ariane–5 rakéta orrkúpjában.

2006 – A kiadások átlépik az egymilliárd dollárt.

2007 tavasza – Tíz kritikus technológiai újításból kilenc sikerrel veszi a fizikai koncepciót ellenőrző vizsgálatokat. Ezzel az innovációs fejlesztések zöme lezárul, és a projekt a részletes tervezési fázisba fordul.

Az Integrated Science Instrument Module (ISIM), a James Webb űrtávcső szíve. Az ISIM foglalja magába az öt tudományos műszert: a közeli infravörös tartományra szabott NIRCam képalkotó detektort és NIRSpec spektrográfot, a távoli infravörösben működő MIRI képalkotó spektrométert, a középinfravörös hullámhosszakon érzékeny NIRISS spektrográfot, valamint az FGS kamerát, amely az irányzék tartására szolgál. Kép: Chris Gunn, NASA

2008 tavasza – Elfogadják a projekt előzetes technikai terveit (Preliminary Design Review), és az ún. kritikai összefoglaló (Non-Advocate Review) sem talál végzetes kivetnivalót bennük, az összköltség azonban várhatóan 5 milliárd dollár felett lesz.

2009 – Sorra készülnek el a tudományos berendezések, az optikai rendszer és a napvédő pajzs tervei.

2010 áprilisa – A JWST-projekt sikerrel veszi a tervezési fázis utolsó akadályát, az MCDR-t (Mission Critical Design Review), ezzel megkezdődhet a kivitelezés. Az eredeti elképzelésekhez képest azonban túl későn történik mindez, így 2015-ös céldátumot jelölnek ki, és további 1,5 milliárd dollárral toldják meg a büdzsét.

2011 – További késés, az űrtávcső 2018-ig biztosan a Földön marad. Először merül fel komolyan a JWST program törlése, de a novemberi költségvetési tárgyalások során megmenekül az űrtávcső. Igaz, bő kétmilliárd dollárral többe, összesen kb. 8,7 milliárd dollárba fog kerülni.

De legalább elkészül a 18 db aranybevonatú hexagonális tükörelem.

Megérkezett a szállítmány a Goddard Space Flight Centerbe: 18 db méregdrága tükröt tartalmazó tartály a Bell Aerospace-től. Kép: NASA

2012 – Elkészül a Mid-Infrared Instrument (MIRI), az első tudományos berendezés. A következő két évben sorra szállingóznak a detektorok a Goddard Space Flight Center központjába.

2013 – Megkezdődik a napfénytől védő pajzs fejlesztése, amely a későbbiekben az űrtávcső fejlesztésének kritikus elemévé válik.

2014 – A JWST éves költségvetése eléri a csúcsot, 650 millió dollárt.

2014 márciusa – A közeli infravörösben működő NIRCam és NIRSpec detektorokat integrálják az űrtávcső optikai rendszerébe.

2015 novembere – Megkezdődik a tükörelemek összeillesztése.

Hat darab már a helyén, maradt még egy tucat… Kép: NASA/MSFC/David Higginbotham

2016 tavasza – Befejeződik a tudományos berendezések extrém hőmérsékleteken történő, valamint vibrációs tesztelése. A JWST optikai rendszerének utolsó eleme is a helyére kerül, az űrtávcső 6,5 méteres tükre tehát készen áll – a tesztelésre. A 2018. év végi start még tarthatónak tűnik…

2016 decembere – Nem, mégsem, talán majd 2019 májusában. A vibrációs tesztek során talált anomáliákat ugyan gyorsan javítják, ám a tesztek egy részét meg kell ismételni.

2017 – Az utolsó detektor is helyére kerül az optikai rendszerben, majd a JWST-t Houstonba szállítják. Itt található a NASA Johnson Space Center vákuumkamrája, ahol a tesztelés utolsó fázisát fogják végezni.

2018 márciusa – A napvédő pajzs vezetékein repedések tűnnek fel, miután azok nem tágultak ki kellőképpen a hőingadozási tesztek során. Újabb egy év csúszás.

Látszólag csak öt vékony fémfólia, valójában azonban a napvédő pajzs egy rendkívül érzékeny technológia, amely a Nap perzselő sugárzása mellett is -50 °C-on fogja tartani az űrtávcsövet, így az zavartalanul fog tudni dolgozni az infravörös tartományban. Kép: Chris Gunn – NASA Goddard Space Flight Center

2018 júniusa – Ez a határidő volt a legrövidebb életű. Miután a független ellenőrző testület több mint háromszáz potenciális hibát talál az űrtávcsövön, 2021. március 30-ra módosítják az indítás dátumát. A becslések szerint a figyelmetlenségekből fakadó hibák (olyan bagatell apróságokat is beleértve, mint a laza csavarok) már több mint 600 millió dollár pluszköltséget okoztak.

2019 augusztusa – A Northrop Grumman kaliforniai laboratóriumában végeznek az összeszereléssel, helyére kerül az utolsó csavar is.

Megy a távcső a hidegkamrába, ahol kellemes -270 °C vár rá. Kép: NASA

2019 októbere – A számos problémát és késést jelentő napvédő pajzs az utolsó teszteken is átmegy.

2020 januárja – A Government Accountability Office (GAO) szövetségi ellenőrző testület elemzése mindössze 12% esélyt lát arra, hogy a 2021. márciusi indítás tartható. Az új költségvetési források révén 9,7 milliárd dollárra nő a JWST összköltsége.

2020. június 10. – A járványhelyzet miatt lelassul az űrtávcső előkészítése, így az indítás menthetetlenül tovább csúszik. Jelen bejegyzés írásakor még nincs kijelölve konkrét dátum; Thomas Zurbuchen, a NASA tudományos igazgatótanácsának vezetője véleménye szerint 2021 júliusáig jó eséllyel elstartolhat a JWST.

JWST.zip: az űrtávcső “összecsomagolva”, ahogy az Ariane–5 rakétán is utazni fog. Kép: Northrop Grumman

Az immáron 24 éve készülő, az eredeti összköltséget hússzorosan meghaladó projekt természetesen számos (a NASA és a Northrop Grumman számára egyaránt) kínos kérdést vet fel. Ahogyan azonban a NASA vezető munkatársai fogalmazni szoktak ilyen helyzetekben: a téves becsléseket a változó koncepció, a túlzott optimizmus és az emberi hibák elegye okozta, de legfőképpen, hogy valami olyasmit alkotnak meg, amelyhez hasonlóra még nem volt példa. Habár a James Webb űrtávcső csillagászati költsége, valamint indításának újabb és újabb halasztása szakmai körökben is a vicc kategóriájába tartoznak, abban mindenki egyetért, hogy megéri várni rá…

Valamikor 2021-ben – A James Webb Space Telescope egy Ariane–5 rakéta rakományaként elindul négy évig tartó missziójára az ESA Francia-Guyanában található indítóállomásáról. Fél órával az indítást követően az űrtávcső leválik a rakétafokozatról, és útnak indul a Nap–Föld-rendszer L2 Lagrange-pontjához. A 1,5 millió km-es utat közel két hét alatt teszi meg, ezen időszakban sorra bontja ki napelemtábláit, a napfénytől védő pajzsot és a tükörelemeket. Az L2-höz való megérkezését követően fél éves beüzemelési időszak veszi kezdetét, mielőtt az első tudományos mérésre sor kerülne.

A James Webb űrtávcső útja az indításától az L2 Lagrange-ponthoz.

2022-2027 – Úttörő eredmények születnek a csillag- és bolygókeletkezések, a porképződés, az első galaxisok, valamint a kozmológia kutatásában. A James Webb űrtávcsővel első alkalommal válik lehetségessé kőzetbolygók légköri molekuláinak kimutatása.

Valamikor a 2030-as évek elején – A James Webb űrtávcső küldetése ugyan csak öt évre szól, problémamentes üzemeltetése esetén azonban szinte biztosan tovább is működtethető. Az L2 körüli keringés stabilitása közel tíz évben maximalizálja az űrtávcső működését.

Hozzászólás

Source

Vélemény, hozzászólás?

Az email címet nem tesszük közzé.