Rappresentazione artistica del telescopio spaziale James Webb della NASA. Credito:NASA
Gli attacchi di micrometeoroidi sono un aspetto inevitabile del funzionamento di qualsiasi veicolo spaziale, che regolarmente subisce molti impatti nel corso di missioni scientifiche lunghe e produttive nello spazio. Tra il 23 e il 25 maggio, il telescopio spaziale James Webb della NASA ha subito un impatto su uno dei suoi segmenti di specchio primari. Dopo le valutazioni iniziali, il team ha scoperto che il telescopio funziona ancora a un livello che supera tutti i requisiti della missione, nonostante un effetto marginalmente rilevabile nei dati.
Sono in corso analisi e misurazioni approfondite. Gli impatti continueranno a verificarsi per l'intera vita di Webb nello spazio; tali eventi sono stati previsti durante la costruzione e il test dello specchio a terra. Dopo il successo del lancio, del dispiegamento e dell'allineamento del telescopio, le prestazioni iniziali di Webb sono ancora ben al di sopra delle aspettative e l'osservatorio è pienamente in grado di svolgere la scienza per cui è stato progettato.
Lo specchio di Webb è stato progettato per resistere al bombardamento dell'ambiente micrometeoroide nella sua orbita attorno al Sole-Terra L2 di particelle delle dimensioni di polvere che volano a velocità estreme. Durante la costruzione del telescopio, gli ingegneri hanno utilizzato una combinazione di simulazioni e impatti di test reali su campioni di specchi per avere un'idea più chiara di come fortificare l'osservatorio per il funzionamento in orbita. L'impatto più recente è stato maggiore di quanto fosse stato modellato e al di là di quanto il team avrebbe potuto testare sul campo.
"Abbiamo sempre saputo che Webb avrebbe dovuto resistere all'ambiente spaziale, che include la luce ultravioletta dura e le particelle cariche del sole, i raggi cosmici provenienti da sorgenti esotiche nella galassia e gli attacchi occasionali di micrometeoroidi all'interno del nostro sistema solare", ha affermato Paul Geithner, vice direttore tecnico del progetto presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland. "Abbiamo progettato e costruito Webb con margini di prestazione - ottici, termici, elettrici, meccanici - per garantire che possa svolgere la sua ambiziosa missione scientifica anche dopo molti anni nello spazio". Ad esempio, grazie all'attento lavoro dei team del sito di lancio, l'ottica di Webb è stata mantenuta più pulita del necessario mentre era a terra; la loro pulizia incontaminata migliora la riflettività e il rendimento complessivi, migliorando così la sensibilità totale. Questo e altri margini di prestazione rendono le capacità scientifiche di Webb resistenti a potenziali degrado nel tempo.
Inoltre, la capacità di Webb di rilevare e regolare le posizioni degli specchi consente una correzione parziale per il risultato degli impatti. Regolando la posizione del segmento interessato, gli ingegneri possono annullare una parte della distorsione. Ciò riduce al minimo l'effetto di qualsiasi impatto, sebbene non tutto il degrado possa essere annullato in questo modo. Gli ingegneri hanno già eseguito una prima regolazione di questo tipo per il segmento C3 recentemente colpito e ulteriori regolazioni pianificate degli specchietti continueranno a mettere a punto questa correzione. Questi passaggi verranno ripetuti quando necessario in risposta a eventi futuri nell'ambito del monitoraggio e della manutenzione del telescopio durante la missione.
Per proteggere Webb in orbita, le squadre di volo possono utilizzare manovre protettive che distolgono intenzionalmente l'ottica dagli sciami meteorici conosciuti prima che si verifichino. Questo colpo più recente non è stato il risultato di una pioggia di meteoriti ed è attualmente considerato un evento casuale inevitabile. Come risultato di questo impatto, è stato formato un team specializzato di ingegneri per cercare modi per mitigare gli effetti di ulteriori colpi di micrometeoroidi di questa portata. Nel tempo, il team raccoglierà dati inestimabili e lavorerà con esperti di previsione di micrometeoroidi presso il Marshall Space Flight Center della NASA per essere in grado di prevedere meglio come potrebbero cambiare le prestazioni, tenendo presente che le prestazioni iniziali del telescopio sono migliori del previsto. Le enormi dimensioni e sensibilità di Webb lo rendono un rivelatore di micrometeoriti altamente sensibile; nel tempo Webb contribuirà a migliorare la conoscenza dell'ambiente delle particelle di polvere del sistema solare a L2, per questa e per le future missioni.
"Con gli specchi di Webb esposti allo spazio, ci aspettavamo che impatti occasionali di micrometeoroidi avrebbero degradato con grazia le prestazioni del telescopio nel tempo", ha affermato Lee Feinberg, responsabile degli elementi del telescopio ottico Webb presso la NASA Goddard. "Dal lancio, abbiamo avuto quattro micrometeoroidi misurabili più piccoli che erano coerenti con le aspettative e questo più recentemente è più grande di quanto ipotizzato dalle nostre previsioni di degrado. Utilizzeremo questi dati di volo per aggiornare la nostra analisi delle prestazioni nel tempo e anche sviluppare approcci operativi per assicurarci di massimizzare le prestazioni di imaging di Webb nella misura migliore possibile per molti anni a venire."
Questo recente impatto non ha causato modifiche al programma delle operazioni di Webb, poiché il team continua a controllare le modalità di osservazione degli strumenti scientifici e si prepara per il rilascio delle prime immagini di Webb e l'inizio delle operazioni scientifiche. + Esplora ulteriormente
