Teleskop Angkasa James Webb

Teleskop Angkasa James Webb (James Webb Space Telescope, JWST) adalah balai cerap inframerah yang bertujuan menggantikan dan menjadi pembaikan bermakna kepada Teleskop Angkasa Hubble. JWST merupakan perkongsian di antara NASA, Agensi Angkasa Eropah dan Agensi Angkasa Lepas Kanada. Alat ini pada awalnya dipanggil Teleskop Angkasa Generasi Baru (Next Generation Space Telescope atau NGST), tetapi kemudiannya telah dinamakan semula pada 2002 sempena pengarah kedua NASA iaitu James E. Webb.

Pembangunan bermula pada 1996 dengan pelancaran dijangka pada 2007 dengan bajet sebanyak US$500 juta. Namun begitu, teradapt banyak penundaan dan kos berlebihan, termasuk sebuah rekaan semula pada 2005, kerosakan pelindung matahari ketika pelancaran latihan, usul daripada badan semakan bebas, kebimbangan pembatalan projek oleh Kongres Amerika, pandemik COVID-19, masalah dengan roket Ariane 5 dan teleskop itu sendiri serta ralat komunikasi antra teleskop dengan kenderaan pelancar. Sifat pelancaran yang berisiko tinggi serta kecanggihan teleskop dikagumi media serta diambil perhatian para ahli sains dan jurutera. Pembinaan teleksop siap pada lewat 2016 diikuti bertahun-tahun pengujian menyeluruh. JWST dilancarkan pada 25 Disember 2021 dengan roket ESA Ariane 5 dari Kourou, Guiana Perancis.

Cermin utama (primer) JWST terdiri daripada 18 kepingan cermin heksagon individu yang diperbuat daripada berilium ringan. Cermin ini hampir tiga kali ukuran cermin Hubble, dengan pengumpul cahayanya tujuh kali lebih besar dari Hubble. Walau bagaimanapun, cermin JWST hampir sama jisimnya dengan cermin Hubble oleh kerana bahan yang lebih ringan digunakan. Resolusi sudut dari JWST adalah sangat tajam dan tepat, dengan ketepatan resolusi setepat 0.1 saat arka.

Sisi bawah pelindung JWST akan selalu menghadap Matahari, dengan suhunya mencapai 85 °C. Sementara di sisi lain, yang merupakan tempat cermin dan instrumen saintifik akan memiliki suhu sangat dingin, yakni sekitar 50 K (-233 °C).

Rekaan asal teleskop, dahulunya bernama Next Generation Space Telescope, bermula sejak 1996. Dua kajian konsep diusul pada 1999, dengan rancangan pelancaran pada 2007 dan belanjawan sebanyak AS$1 bilion. Namun begitu, projek ini terhambat dengan pelbagai perbelanjaan berlebihan serta penundaan; sebuah rekaan semula besar dilakukan 2005, dengan pembinaan siap pada 2016 dengan kos AS$10 bilion.

Ciri 
JWST memiliki jisim kira-kira separuh Teleskop Angkasa Hubble. JWST mempunyai cermin primer buatan berilium disalut emas berdiameter 6.5 meter, dan terdiri daripada 18 keping cermin heksagon. Secara bersih, cermin ini mempunyai keluasan sebanyak 26.3 m2, dengan baki 0.9 m2 terhalang oleh struktur batang sokongan, dengan jumlah keluasan sebenar ialah 25.4 m2. Keluasan ini adalah lebih enam kali lebih besar daripada saiz cermin efektif Hubble (diameter 2.4 meter) dengan keluasan bersih 4.0 m2. Cermin ini disalut emas untuk menerbitkan pantulan inframerah dan dilitupi kaca nipis untuk tujuan ketahanan.

JWST direka secara umumnya bagi cahaya hampir inframerah, tetapi juga berfungsi dalam spektrum cahaya jingga dan merah tampak serta inframerah tengah, bergantung daripada peralatan digunakan. Ia boleh mengesan objek 100 kali lebih malap daripada yang kebolehan Hubble, dan objek-objek lebih lampau dalam sejarah alam semesta, yakni sehingga anjakan merah z ≈ 20 (kira-kira 180 juta tahun kosmik selepas Letupan Besar). Sebagai perbandingan, bintang-bintang terawal disangka mula terbentuk sejak z ≈ 30 ke 20 (100–180 juta tahun kosmik), dengan galaksi terawal mula terbentuk dalam z ≈ 15 (kira-kira 270 juta tahun kosmik). Hubble pula tidak mampu menerokai selepas z ≈ 11.1 (galaksi GN-z11, 400 juta tahun kosmik).

Pelindung matahari 
Untuk melakukan pemerhatian dalam spektrum inframerah, JWST mesti beroperasi pada suhu kurang  atau sinaran inframerah daripada teleskop itu sendiri akan menyaingi instrumen teleskop. Dengan itu, suatu pelindung matahari dibina untuk menghalang haba serta cahaya daripada Matahari, Bumi serta Bulan, dan kedudukan berdekatan  Matahari-Bumi juga menjadikan ketiga-tiga badan samawi terletak di sisi yang sama. Kedudukan orbit halo di sekitar titik L2 juga menghalang bayang Bumi dan Bulan, sekali gus mengekalkan satu persekitaran malar bagi teleskop. Pelindungan ini mengekalkan suhu stabil di sisi gelap; kritikal bagi mengekalkan susunan tepat cermin-cermin primer.

Pelindung lima lapis ini, dengan setiap lapis adalah senipis rambut manusia, diperbuat daripada Kapton E, sejenis helaian poliimida komersial daripada DuPont, dengan membran dilitupi aluminiium di kedua-dua belah serta silikon didop di bahagian hadap Matahari bagi dua lapisan terpanas bagi memantulkan semula haba Matahari ke angkasa. Koyakan tak sengaja pada filem ini ketika fasa ujian pada 2018 membawa kepada tundaan terhadap projek Webb.

Misi 
Misi JWST pertama mempunyai empat komponen: untuk mencari cahaya dari bintang-bintang dan galaksi-galaksi pertama yang dibentuk dalam alam semesta selepas Letupan Besar, mengkaji pembentukan dan evolusi galaksi, mengkaji pembentukan bintang-bintang dan sistem-sistem planet, dan mengkaji sistem-sistem planet dan asal kehidupan.

Dapatan saintifik 

Pelancaran gambar-gambar warna penuh terawal dilakukan pada 12 Julai 2022 yang turut menjadi tarikh permulaan rasmi operasi normal Webb; Presiden Amerika Joe Biden merasmikan gambar pertama, First Deep Field pada 11 Julai 2022. NASA mengumumkan pemerhatian-pemerhatian yang bakal dilancarkan:

 Nebula Carina
 WASP-96b
 Nebula Gelung Selatan
 Quintet Stephan
 SMACS J0723.3-7327, gambaran galaksi-galaksi dengan kesan kanta graviti

Galeri

Lihat juga 
 Teleskop
 Balai cerap angkasa
 Program Pencerapan Awam
 Astronomi Inframerah
 Ball Aerospace & Technologies Corp.
 Misi Interferometri Angkasa

Rujukan

Pautan luar 

 Maklumat projek am
 JWST homepage at NASA
 JWST homepage at STScI
 JWST homepage at ESA
 James Web Space Telescope Mission Profile  by NASA's Solar System Exploration
 Cost overruns put squeeze on Hubble’s successor 
 AIAA-2004-5986: JWST Observatory Architecture and Performance
 AIAA-2006-5593: Development of JWST's Ground Systems Using an Open Adaptable Architecture 

 Kumpulan peralatan saintifik
 NIRCam homepage at Arizona
 MIRI homepage at Arizona 
 MIRI homepage at UK Astronomy Technology Centre

Teleskop angkasa
Kapal angkasa yang dicadangkan