Historia Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba. Od pomysłu do startu

Kiedy Kosmiczny Teleskop Hubble’a zainstalowany na szczycie rakiety uciekał z powierzchni Ziemi w kierunku swojej orbity na wysokości ok. 600 km nad Ziemią w 1990 r., naukowcy, którzy go tworzyli, mieli za sobą blisko dwadzieścia lat pracy nad jego instrumentami. Co więcej, wkrótce po starcie okazało się, że Hubble ma poważną usterkę i zanim zobaczymy jakieś przełomowe zdjęcia kosmosu, trzeba będzie teleskop naprawić. Szczęśliwie teleskop znajdował się stosunkowo blisko ziemi, a ludzkość od 9 lat miała do dyspozycji promy kosmiczne, którymi mogła się do niego dostać. Choć wysiłek i koszty były ogromne, w grudniu 1993 r. teleskop ostatecznie udało się naprawić i rozpoczęła się jego trwająca po dziś dzień misja, która bezustannie rewolucjonizuje naszą wiedzę o wszechświecie, zarówno tym bliskim, jak i tym odległym.

Przygotowując się jednak do misji naprawczej, astronomowie utworzyli swego rodzaju komisję składającą się z szeregu najważniejszych astronomów amerykańskich, która miała za zadanie szczegółowo przeanalizować skuteczność misji naprawczej, a przy okazji zastanowić się, jakie zmiany powinno się wprowadzić do projektu przy pracach nad kolejnym tak zaawansowanym teleskopem kosmicznym.

To już wtedy, w 1992 roku, astronomowie zastanawiali się, czy nie byłoby dobrze wysłać w przyszłości w kosmos większego teleskopu, który mógłby obserwować wszechświat w podczerwieni, dzięki czemu mógłby zajrzeć w najodleglejsze ostępy obserwowalnego wszechświata. Hubble był doskonały, ale tak daleko nie mógł zajrzeć. Jego instrumenty są względnie ciepłe, a więc emitują promieniowanie termiczne, które uniemożliwia naukowcom dostrzeżenie niezwykle słabego promieniowania podczerwonego docierającego do nas od najstarszych galaktyk we wszechświecie. Próba dostrzeżenia takich obiektów za pomocą Hubble’a przypominałaby próbę dostrzeżenia zapalonej zapałki w odległości kilkuset metrów, jednocześnie stojąc w jasno oświetlonym centrum handlowym.

Rozważając możliwie najlepszy projekt teleskopu przed tzw. przeglądem dekadalnym w 2000 r., naukowcy dopracowywali założenia i wymagania dla przyszłego następcy Hubble’a, którego roboczo nazwano Next Generation Space Telescope (Kosmiczny Teleskop Następnej Generacji). Naukowcy jednak wciąż skłaniali się ku temu, aby był to teleskop umożliwiający dostrzeżenie narodzin galaktyk we wczesnym wszechświecie, ale także narodzin gwiazd czy planet nieco bliżej. Taki zakres obserwacji był niezwykle kuszący dla szerokiego grona naukowców. Nic więc dziwnego, że w ramach przeglądu dekadalnego ustalono, że prace nad NGST mogły się rozpocząć.

Prace koncepcyjne nad Kosmiczny Teleskopem Następnej Generacji trwały już od 1996 roku. W tym czasie społeczność astronomów dowiedziała się właśnie o odkryciu pierwszej planety pozasłonecznej, a więc idea badania kolejnych planet tego typu także została uwzględniona w procesie projektowania teleskopu. W 2002 r. NGST ostatecznie nazwano imieniem Jamesa Webba, drugiego administratora NASA, który kierował agencją w czasach załogowych misji księżycowych realizowanych w ramach programu Apollo.

Pierwotnie zakładano - niezwykle ambitnie - że teleskop będzie wyposażony w zwierciadło o średnicy 8 metrów, będzie kosztował ok. 500 mln dol. i poleci w kosmos już w 2007 roku. Kiedy jednak rozpoczęły się bardziej szczegółowe prace projektowe, szybko okazało się, że tak łatwo niestety nie będzie.

Już w 2003 r. kiedy NASA przyznawała pierwsze środki na budowę teleskopu, rozmiary zwierciadła zmniejszono do 6,1 metra, koszty oszacowano na nieco ponad 800 mln dol., a start zaplanowano na 2010 rok. Za budowę teleskopu odpowiedzialna miała być spółka TRW, która kilka miesięcy później została przejęta i wchłonięta przez grupę Northrop Grumman.

Szczegółowe prace nad teleskopem wykazały, że jego budowa będzie dłuższa i droższa niż się pierwotnie wydawało. Do końca 2005 roku start misji przekładano już kilkukrotnie, z 2010 na 2011, a potem na 2013 rok. Szacowane koszty w tym czasie wzrosły do 4,5 mld dol., z czego 1 mln dol. miało kosztować utrzymanie i korzystanie z teleskopu przez okres ok. 10 lat.

W kolejnych latach naukowcy opracowywali wszystkie niezbędne technologie niezbędne do budowy poszczególnych komponentów teleskopu. Prace te zakończyły się kluczowym przeglądem projektu teleskopu, który zakończył się w 2010 r. Mając wszystkie informacje o teleskopie i jego potrzebach, naukowcy po raz kolejny zaktualizowali harmonogram prac. Start teleskopu został zaplanowany na 2015 r. z zastrzeżeniem, że może ulec opóźnieniu maksymalnie do 2018 roku. NASA miała świadomość tego jak ważny jest to projekt, ale też wiedziała, że rosnące koszty budowy nowego teleskopu już od 2010 r. wpływają negatywnie na przygotowywanie i realizację innych misji kosmicznych. James Webb pochłaniał pieniądze niczym czarna dziura.

Prace jednak szły prawidłowo. Zwierciadło główne teleskopu zostało zmontowane w całość w 2015 r., a rok później zakończono budowę całego teleskopu. Nie ma jednak projektu, w którym nie pojawiłyby się problemy. Kiedy już naukowcy czuli zbliżający się start teleskopu, podczas testów procedury rozkładania potężnej osłony termicznej teleskopu, osłona uległa rozdarciu. Efekt? Start przesunięto najpierw na maj 2020, a kilka miesięcy później na marzec 2021 roku.

Pandemia koronawirusa, która w międzyczasie wprowadziła zamieszanie w dosłownie każdej sferze życia ludzi na całym świecie, spowodowała nieznaczne opóźnienie i przesunięcie startu najpierw na październik, a potem na grudzień 2021 r.

Tak oto, 25 lat po rozpoczęciu pierwszych prac nad Kosmicznym Teleskopem Nowej Generacji, doszliśmy do dziś. 25 grudnia 2021 r. o godzinie 13:20 polskiego czasu Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba zainstalowany na szczycie rakiety Ariane 5 wyruszył w podróż do oddalonego o 1,5 mln km od Ziemi punktu L2, z którego rozpocznie swoją zaplanowaną na 5-10 lat misję. Pozostaje mieć nadzieję, że cały start przebiegnie prawidłowo. Jakby nie patrzeć, nikt nie chciałby, aby te 25 lat ciężkiej pracy obróciło się w pył.