Teleskop Angkasa James Webb : Teleskop paling berkuasa, paling besar pernah dibina NASA!

Assalamualaikum dan salam sejahtera

Kalau bercakap tentang teleskop, pasti ada yang membayangkan teleskop yang berada di atas tripod dan menghala ke arah langit malam. Sebenarnya ada banyak jenis dan saiz teleskop yang terdapat di dunia ini.  Antara teleskop yang popular sudah tentunya teleskop Hubble dimana ia memberikan pelbagai imej-imej angkasa yang unik dan sukar dilihat teleskop di Bumi.

Kali ini adalah perkongsian mengenai sebuah teleskop yang sedang dalam fasa akhir sebelum dilancarkan di lokasinya. Sebelum itu, satu fakta yang anda perlu tahu, teleskop di angkasa lebih elok dan berkualiti cerapannya kerana tiada gangguan atmosfera Bumi.  Kebanyakan teleskop yang besar di Bumi terletak di lokasi yang berkdudukan tinggi kerana atmosfera Bumi yang rendah.

Baiklah, untuk artikel kali ini anda akan mengetahui tentang :-

• Pembangunan Teleskop Angkasa James Webb
• Lokasi dan orbit teleskop
• Ciri-Ciri Utama
• Misi Utama
• Perbandingan Hubble dan James Webb

TELESKOP ANGKASA JAMES WEBB

Teleskop Angkasa James Webb dalam pembangunan

Teleskop Angkasa James Webb akan menjadi teleskop terbesar, paling berkuasa dan paling kompleks pernah dibina dan dilancarkan di angkasa. Teleskop Angkasa James Webb (juga dikenali sebagai JWST atau Webb) akan menjadi teleskop inframerah besar dengan ukuran cermin utamanya sebesar 6.5 meter. Teleskop ini akan dilancarkan menggunakan roket Ariane 5 di French Guiana pada tahun 2021. 

CIRI-CIRI UTAMA TELESKOP ANGKASA JAMES WEBB

Teleskop Angkasa James Webb merupakan hasil kolaborasi NASA-ESA-CSA yang dirancangkan untuk menggantikan Teleskop Angkasa Hubble. Webb dijadualkan akan dilancarkan pada Disember 2021 ini dan akan memberikan imej inframerah yang lebih baik dan lebih sensitif berbanding Hubble dan akan membolehkan pelbagai penyelidikan di dalam bidang astronomi dan kosmologi, termasuklah memerhatikan peristiwa dan objek paling jauh di alam semesta, seperti pembentukan  galaksi yang pertama, dan ciri atmosfera terperinci dari planet di dalam sistem bintang lain yang berpotensi dihuni. 

Ciri utama Webb yang paling besar adalah penghalang cahaya matahari (sunshield) yang dibina sebesar gelanggang tenis, terdiri daripada 5 lapisan yang akan mengurangkan haba dari Matahari sehingga 1,000,000 kali lebih sejuk. 

Imej lakaran artis pelancaran Webb ke lokasinya

4 alat teleskop, kamera dan spektrometer yang mempunyai alat pengesan untuk merakam isyarat yang sangat samar. Satu alat (NIRSpec) yang mempunyai 'microshutters' yang dapat diprogramkan, membolehkan pencerapan kepada 100 objek secara serentak. Webb juga mempunyai 'cryocooler' iaitu penyejuk yang dapat mengurangkan suhu alat pengesan inframerah pertengahan instrumen lain (MIRI) sehingga -233 °C supaya alatan ini dapat berfungsi dengan baik.

Teleskop Angkasa James Webb dijangkakan beratnya adalah separuh daripada Teleskop Angkasa Hubble, dengan cermin utamanya, reflektor bersalut emas beryllium dengan diameter 6.5 meter akan memiliki luas 6 kali lebih besar iaitu 25.4 m² dengan 18 cermin berbentuk heksagon yang boleh dilipat.

PEMBANGUNAN TELESKOP

Webb merupakan hasil kolaborasi antarabangsa iaitu kerjasama antara NASA, Agensi Angkasa Eropah (ESA) dan juga Agensi Angkasa Kanada (CSA). NASA, ESA, CSA telah berkolaborasi sejak 1996 membangunkan teleskop ini. Webb  sebelum ini dikenali sebagai Next Generation Space Telescope" (NGST), kemudian dinamakan semula pada September 2002 bersempena nama bekas pentadbir NASA, James Webb. 

Pembangunan dimulakan sejak tahun 1996 dimana perancangan awal akan dilancarkan pada taHun 2007 dengan anggaran bajet sebanyak USD$ 500 juta, tetapi projek ini mengalami kelewatan dan kos yang berlebihan, dan direka bentuk semula pada tahun 2005. 

Pelindung cahaya ketika sesi ujian

Akhirnya pada akhir tahun 2016, pembinaan Webb telah selesai dan fasa pengujian pun bermula. Pada bulan Mac 2018, NASA menunda pelancarannya setelah pelindung cahaya matahari teleskop itu terkoyak ketika latihan. Pelancaran ditangguhkan sekali lagi pada bulan Jun 2018 cadangan beberapa pihak yang membuat tinjauan.  

Kerja-kerja integrasi dan pengujian teleskop ini ditangguhkan pula pada bulan Mac 2020 kerana pandemik Covid-19, menunda tarikh pelancaran. Setelah kerja-kerja disambung semula, NASA mengumumkan tarikh pelancaran iaitu pada 31 Oktober 2021. Masalah pada roket Ariane 5 telah menunda pelancaran teleskop ini ke tarikh 18 Disember 2021. 

Anggaran kos pembangunan teleskop ini pada tahun 2020 telah meningkat kepada lebih USD$ 10 billion tetapi pada tahun 2021, kos kembali berada bawah USD$ 10 billion. 

Baca Juga : Bagaimana Misi Apollo 11 Pergi ke Bulan pada tahun 1969?

MISI UTAMA TELESKOP ANGKASA JAMES WEBB

Webb akan menjadi pencerap utama untuk dekad berikutnya, memberikan perkhidmatan kepada ahli astronomi seluruh dunia. Ia akan mengkaji setiap fasa dalam sejarah alam semesta, bermula dari selepas Big Bang, kepada pembentukan sistem bintang yang dapat menyokong kehidupan di planet seperti Bumi, kepada evolusi sistem Suria kita sendiri. 

Cermin utama Webb yang perlu dilipat untuk muat ke dalam muatan roket

Teleskop Angkasa James Webb dibangunkan untuk EMPAT tujuan utama 🠋

🔭 mencari cahaya dari bintang dan galaksi pertama yang terbentuk di dalam alam semesta selepas Big Bang

🔭 mengkaji pembentukan dan evolusi galaksi

🔭 memahami pembentukan bintang dan sistem planet

🔭 mengkaji sistem planet dan asal-usul kehidupan

Matlamat ini dapat dicapai dengan lebih berkesan dengan pencerapan cahaya inframerah dekat dan bukannya gelombang cahaya optik. Atas sebab ini, instrumen pada teleskop ini tidak akan mengukur cahaya optik atau ultraviolet seperti Hubble, tetapi akan mempunyai kapasiti yang lebih besar dengan melakukan astronomi inframerah.

Kedudukan dan lokasi Webb setelah dilancarkan

ORBIT & LOKASI

Teleskop Angkasa James Webb akan beroperasi berhampiran Bumi-Matahari L2 (titik Lagrange), iaitu kira-kira 1.5 juta kilometer di luar orbit Bumi. Sebagai perbandingan, Hubble mengorbit 550 kilometer di atas permukaan Bumi  manakala Bulan pula berada pada jarak sekitar 400,000 kilometer dari Bumi.

Jarak yang jauh ini menjadikan operasi membaik pulih atau menambah baik Webb selepas dilancarkan adalah hampir mustahil. 

via GIPHY [ Lokasi dan kedudukan orbit halo Webb mengelilingi matahari ]

Objek yang berada pada titik Lagrange ini dapat mengorbit Matahari selari dengan Bumi, membolehkan teleskop ini berada pada kedudukan tetap dan menggunakan pelindung matahari tunggal untuk mengahalan haba dan cahaya dari Matahari dan juga Bumi. Kedudukan ini akan mengekalkan suhu teleskop ini pada sekitar -233 °C, sesuai untuk pencerapan inframerah. 

Webb bagaimanapun tidak akan berada tepat pada titik L2, tetapi akan mengelilinginya pada orbit halo. Orbit halo di titik L2 menghindari bayang-bayang Bumi dan Bulan, mengekalkan persekitaran dan suhu yang sesuai. 

Kedudukan 5 titik langrage, Webb akan berada berhampiran titik L2

Teleskop ini akan mengelilingi titik L2 dalam orbit halo, dengan radiusnya sekitar 800,000 kilometer, dan mengambil masa setengah tahun untuk selesai mengorbit. Disebabkan L2 hanyalah titik keseimbangan tanpa tarikan graviti, orbit halo bukanlah pada orbit biasa, tetapi orbitnya mengelilingi Matahari, dan orbit halo boleh dianggap sebagai orbit yang dikawal untuk berada tetap berhampiran titik L2. 

Setelah Webb dilancarkan, ia akan mengambil masa sebulan untuk berada di lokasi orbitnya, dan perlahan-lahan akan terbuka mengikut bentuk sebenar berbanding bentuk yang dilipat ketika di dalam roket.  NASA berpendapat operasi saintifik pertama akan dijalankan adalah kira-kira setengah tahun selepas dilancarkan dan akan menjadi alat pencerapan utam agensi angkasa tersebut. 

PELINDUNG CAHAYA (SUNSHIELD)

Bagaimana pelindung cahaya berfungsi

Unit pelindung cahaya matahari dibina dan dibangunkan di fasiliti Northrop Grumman, California pada tahun 2014. Untuk membolehkan pencerapan dalam spektrum inframerah, Webb perlu berada pada suhu sekitar -223.2 °C, jika tidak, sinaran inframerah dari teleskop itu sendiri akan memberi masalah pada pencerapan. 

Oleh itu, ia menggunakan pelindung cahaya yang besar untuk menghalang haba dan cahaya dari Matahari, Bumi dan Bulan. Pelindung cahaya matahari ini direka untuk dilipat sebanyak 12 kali sehingga saiz yang boleh muat di dalam roket Ariane 5. Ia akan dibuka apabila telah berada di titik L2. 

Baca Juga : Bagaimana Manusia Membina Penempatan di Planet Marikh?

HUBBLE VS  JAMES WEBB

via GIPHY [ Perbezaan saiz cermin dan diameter keseluruhan kedua-dua teleskop berbanding saiz manusia ]

Teleskop Angkasa Hubble sehingga kini memberikan pelbagai imej angkasa sejak mula operasinya pada awal tahun 90-an. Tetapi selepas ini Webb akan menjadi teleskop yang lebih sesuai dan berkuasa untuk mencerap lebih jauh berbanding pendahulunya.

Webb adalah lebih sensitif dan berupaya jangkauan gelombang lebih panjang berbanding Hubble, bermakdus, ia berupaya melihat lebih jauh, lebih lama ke belakang berbanding Hubble. Ini juga bererti Webb berupaya untuk melihat pembentukan beberapa galaksi pertama yang selama ini tidak dapat dicerap.

Perbezaan jenis cahaya yang dicerap

Pencerapan : Cara teleskop ini mencerap alam semesta juga berbeza. Walaupun teleskop Hubble mencerap cahaya optik dan UV, Webb pula akan mencerap cahaya inframerah. Ini merupakan jenis cahaya yang dipancarkan oleh objek yang paling jauh di angkasa.

Saiz : Inovasi Webb yang terbesar adalah cerminnya yang cukup besar, dimana ia digunakan untuk memerangkap cahaya dari bahagian dan kawasan paling jauh di alam semesta ini. Cerminnya berdiameter 21.3 kaki lebih besar berbanding cermin di Hubble, iaitu berdiameter 7.8 kaki.

Keseluruhan unit teleskop ini juga adalah lebih besar daripada Hubble, dimana pelindung cahaya matahari yang besar digunakan untuk menghalang teleskop ini menjadi panas daripada terdedah pada Matahari. 

Perbezaan jarak Hubble, Bulan dan Webb

Lokasi : Kedua-dua teleskop ini juga akan berada pada lokasi berlainan di angkasa. Hubble beroperasi di orbit rendah Bumi iaitu pada ketinggian sekitar 530 kilometer.

Webb pula tidak akan berada di orbit Bumi. Sebaliknya, ia mengorbit Matahari  pada jarak 1.5 juta kilometer dari planet Bumi. Lebih menarik, teleskop ini cukup sensitif sehinggakan pelindung cahaya bukan sahaja melindungi dari cahaya dan haba dari Matahari tetapi juga dari Bumi dan Bulan. 

NANTIKAN PELANCARAN TELESKOP INI ...

Selesai sudah perkongsian mengenai Teleskop Angkasa James Webb ini. Sama-sama kita nantikan pelancarannya yang telah ditetapkan pada Disember 2021 ini. Smeoga tiada sebarang penundaan lagi dan pelancarannya berjalan lancar. Tak sabar nak lihat hasil gambar cerapan teleskop ini!

RUJUKAN

• https://www.jwst.nasa.gov/
• https://www.newsweek.com/james-webb-telescope-vs-hubble-nasa-observatory-step-closer-launch-1623566#:~:text=The%20James%20Webb%20Telescope%20is,have%20so%20far%20been%20unobserved.
• https://en.wikipedia.org/wiki/James_Webb_Space_Telescope
• Google Image