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Telescopio spaziale James Webb: l'inizio di un enorme progetto
Il James Webb Space Telescope (JWST) è un progetto completamente folle. Si tratta di ritrarre galassie che sono così lontane da mostrare l'universo in una fase molto precoce. A Natale, il telescopio sarà lanciato nello spazio.
La data non è stata scelta di proposito, bensì si tratta del risultato di diversi rinvii. Se tutto va bene, il 25 dicembre 2021, alle 13:20 (ora dell'Europa centrale), il razzo Ariane 5 sarà lanciato nello spazio. A bordo c'è il telescopio spaziale James Webb, del peso di 6500 chilogrammi, che dovrebbe segnare una nuova pietra miliare nell'esplorazione dello spazio.
Il più importante telescopio spaziale fino ad oggi è il telescopio Hubble. Il JWST è molto più grande, più costoso, più potente e più ambizioso. Non sostituirà il telescopio Hubble, ma lo completerà.
A differenza del telescopio Hubble, il JWST non è destinato a svolgere il suo servizio in orbita terrestre. La sua destinazione è a 1,5 milioni di chilometri dal nostro pianeta. Questo è molto più lontano della luna, che si trova ad una distanza di circa 384 000 chilometri. La lunga distanza ha diversi vantaggi. In primo luogo, la Terra non oscura gran parte della vista – il JWST può ispezionare lo spazio in tutte le direzioni. In secondo luogo, il telescopio sfugge alla radiazione termica del nostro pianeta. All'ombra, che il telescopio può creare da solo con una specie di parasole, la temperatura si raffredda fino a -235 gradi centigradi.
Il telescopio viene portato in un luogo speciale chiamato punto di Lagrange 2 (L2), dove le forze gravitazionali del sole e della Terra si equilibrano. Questo gli permette di mantenere la sua posizione con uno sforzo relativamente piccolo. Ci sono cinque punti di Lagrange conosciuti; L2 è l'unico più lontano dal sole rispetto alla Terra.
Ma la lunga distanza ha anche degli svantaggi. Se qualcosa si rompe, un paio di astronauti non possono salire a riparare il telescopio. Nessun tipo di manutenzione è possibile per il JWST. E la probabilità che qualcosa si rompa è alta. Anche il telescopio Hubble ha fornito immagini inutilizzabili all'inizio. E poi ha galleggiato rotto in orbita per tre anni finché non è stato riparato.
Un altro svantaggio di questo luogo di residenza: poiché il telescopio ha bisogno di carburante per mantenersi nel punto L2, il tempo di funzionamento è limitato a un massimo di dieci anni.
Viaggio nel tempo grazie agli infrarossi
Il JWST ha uno specchio significativamente più grande del telescopio Hubble ed è circa sei volte più sensibile alla luce. La cosa più importante è che può catturare e fotografare una porzione molto più grande dello spettro infrarosso. A causa di questa ottimizzazione agli infrarossi, lo specchio ha un colore dorato. Infatti, la superficie è fatta d'oro perché il metallo prezioso è particolarmente resistente.
La radiazione infrarossa è anche una radiazione di calore. Più l'ambiente è freddo, maggiore è la possibilità che oggetti debolmente irradianti possano essere rilevati e ripresi. Ecco perché il telescopio è volato in un luogo estremamente freddo.
Ma perché proprio gli infrarossi? Prima di tutto, le onde infrarosse penetrano la polvere cosmica meglio della luce visibile. Questo permette agli oggetti dietro le nuvole di polvere cosmica di essere rilevati e ripresi meglio.
Ma ancor più del telescopio Hubble, il JWST dovrebbe essere in grado di rendere visibili anche corpi celesti estremamente lontani. E con esso, le galassie in uno stato primordiale della storia dello spazio. La luce o l'infrarosso degli oggetti più lontani impiega miliardi di anni per raggiungerci; quindi, ora vediamo ciò che c'era miliardi di anni fa. Hubble era già in grado di rendere visibili galassie che sono così lontane da presentarsi a noi solo poche centinaia di milioni di anni dopo il Big Bang.
L'infrarosso è assolutamente necessario qui a causa del cosiddetto spostamento verso il rosso (redshift). Un oggetto che si allontana da noi ha onde più lunghe di quando rimane fermo o si muove verso di noi. Le onde infrarosse sono più lunghe della luce visibile. Stranamente, tutte le galassie lontane hanno questo redshift – cioè, si stanno tutte allontanando da noi. Da questo, la scienza ha dedotto che l'universo è in espansione.
Se tutto va nel verso giusto, ci vorranno altri sei mesi prima che JWST sia completamente operativo. L'intera impresa è estremamente ambiziosa e rischiosa. In un complicato processo meccanico, il telescopio deve dispiegarsi durante il viaggio verso L2. Apparentemente ci sono circa 300 cose che possono andare male – senza contare la legge di Murphy...
Puoi seguire il lancio in diretta qui.
Senior Editor, Zurigo
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