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ウェッブ望遠鏡が宇宙空間で鏡を展開し、天文学者たちは安堵のため息をついた。

ウェッブ望遠鏡が宇宙空間で鏡を展開し、天文学者たちは安堵のため息をついた。
NASAのビル・オクス氏とジョン・ダーニング氏は、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の展開後、宇宙望遠鏡科学研究所で拳を突き合わせて祝福した。(NASA写真/ビル・インガルス)

クリスマスの打ち上げから2週間後、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡は本日、包装の開封を終え、天文学者たちを喜ばせた。

JWSTの18セグメント、幅21.3フィートの主鏡の展開により、100億ドルの望遠鏡ミッションの中で最もリスクの高い部分が終了しました。

目的地であるL2と呼ばれる重力平衡点(地球から100万マイル)までは、まだ30万マイル以上離れている。金とベリリウムでできた鏡のセグメントの向きを微調整し、機器を絶対零度より数度高い温度まで冷却する必要がある。しかし、宇宙望遠鏡科学研究所(STSI)のミッションコントローラーは、約300箇所の潜在的な故障箇所を滞りなくチェックすることができた。

「JWST観測衛星は完全に展開済みです」と、ミッションの展開運用チームを率いたノースロップ・グラマンのポール・レイノルズ氏は、広く視聴されたウェブキャストで宣言した。

JWSTは、32年の歴史を持つハッブル宇宙望遠鏡の100倍の感度を持つように設計されている。ハッブル宇宙望遠鏡は、予想よりも長い寿命の終わりに近づいている。JWSTが早ければ5月にも科学観測を開始すれば、太陽系外惑星の居住可能性からブラックホールやクエーサーの性質、そして宇宙の起源に至るまで、様々な謎に関する新たな発見をもたらすはずだ。

数年にわたる開発の遅れと数十億ドルに上る費用超過の末に実現した今日の鏡の展開は、この分野の天文学者やNASAの高官らから大きな成功として歓迎された。

「NASA​​は不可能を可能にする場所だ」とNASA長官ビル・ネルソン氏は語った。

欧州宇宙機関(ESA)の科学探査担当上級顧問マーク・マコーレーン氏は、ウィンストン・チャーチルの戦時中の格言を引用し、この瞬間を描写した。「チャーチル氏の言葉を引用すると、これは終わりではありません」とマコーレーン氏はツイートした。「終わりの始まりですらない。しかし、おそらく始まりの終わりと言えるでしょう。科学研究​​が始まるまで、関係チームにとって、冷却、調整、そして試運転の5ヶ月間の作業が残っています。しかし、今日は大きな一歩です。」

主鏡と、太陽遮蔽板や副鏡の取り付け部分などJWSTのその他の部品を展開するのに2週間かかった。望遠鏡が大きすぎて、打ち上げに使用された欧州のアリアン5ロケットの先端部に完全に展開した状態で収まらなかったためだ。

5層の極薄コーティングされたプラスチックからなるサンシールドは、望遠鏡を太陽放射から守るために宇宙空間で展開する必要があり、これは展開作業の中で最も危険と考えられていた部分でした。その後、望遠鏡の左右の側面を引き出し、折りたたみ式のテーブルの側面のように固定する必要がありました。左側は金曜日に設置され、右側は本日作業が行われました。

「これは間違いなく、NASAがこれまでに行った展開プログラムの中で最も困難なものだった」と、NASAのミッションシステムエンジニア、マイク・メンゼル氏はボルチモアの宇宙望遠鏡科学研究所での展開後の報告会で語った。

ミッションチームは、万が一の不具合に備えて緊急時対応計画を策定しており、必要に応じて宇宙空間で宇宙船を揺らす手順も含まれていた。しかし、これらの計画はどれも実行されなかった。

「見た目ほど簡単ではありませんでしたが、ご覧いただいたその容易さは…まさに関係者の努力の賜物です」と、このミッションのプロジェクトマネージャー、ビル・オクス氏は語った。「今にして思えば、私たちはまさに適切な量のテスト、適切な量のエンジニアリング監査、そして適切な量の設計修正を実施したのです。」

打ち上げ前、ミッションマネージャーはJWSTには344箇所の潜在的な単一故障点(SPOF)があると述べていました。また、この望遠鏡は地球軌道をはるかに超えて運用されることが想定されていたため、ハッブル宇宙望遠鏡のように修理チームを派遣して欠陥を修理する機会はなかったでしょう。

ミッションの最も危険な部分は終わったものの、依然としていくつかのリスクが残っています。宇宙船は1月23日にスラスターを噴射し、L2重力平衡点の周回軌道に落ち着く必要があります。その後、今後数年間の定常運用に落ち着くことになります。

「当初の344個のうち、49個の単一故障点は未だに退役しておらず、ミッション期間中は退役しません」とメンゼル氏は述べた。「この49個は、推進タンクのような、あらゆるミッションで発生する典型的な故障です。」

幸いなことに、これまでのところ物事は驚くほど順調に進んでいます。実際、非常に順調だったため、望遠鏡には当初予想されていた5年から10年の運用期間をはるかに超えるだけの余剰燃料が残っています。

「大まかに言えば、約20年分の推進剤に相当する」とメンゼル氏は語った。

1月9日午前1時10分(太平洋標準時)更新:ワシントン大学の天文学者エリック・アゴル氏は、JWSTを使用してTRAPPIST-1として知られる居住可能な可能性のある太陽系外惑星系を研究することを計画しており、電子メールでこの望遠鏡の展開について次のように述べています。

JWSTの設計に注がれた綿密な計画のおかげで、これまで全てが順調に進んでいます。だからといって、私たち天文学者が安心できるわけではありません。望遠鏡が計画通りに機能するには、まだ多くのことがうまくいかなければなりません!しかし、多くの重要なハードルを乗り越えたので、6ヶ月後には動作する望遠鏡が完成するという、より楽観的な見通しが持てるようになりました。