Gli specchi del JWST durante un’attenta ispezione con luce bianca. Crediti: NASA/Chris Gunn
Non manca molto al 2018, quando lo spazio accoglierà un nuovo gioiello tecnologico. Si tratta del James Webb Space Telescope che, con i suoi 18 specchi ricoperti d’oro, invece che d’allumino come negli specchi classici utilizzati dai telescopi ottici), andrà a sostituite il telescopio Hubble quando andrà in pensione nel 2020. Questi specchi permetteranno al telescopio NASA, ESA e CSA di osservare l’Universo e tutti i suoi misteriosi fenomeni con una precisione unica: sarà ben 100 volte più potente del collega HST. Nelle ultime ore, gli ingegneri del Goddard Space Flight Center hanno terminato i primi test ottici sul grande specchio primario di 6,5 metri di larghezza (ognuno dei segmenti di specchio misura 1,3 metri e pesa circa 40 chili).
I pre-test ottici sono fondamentali prima di passare ai rigorosi test meccanici, che simuleranno l’ambiente spaziale vero e proprio, sollecitando lo specchio con vibrazioni e suoni simili a quelli che verranno provocati dal razzo durante il viaggio fino all’orbita di stazionamento. I test servono a capire se lo specchio primario arriverà indenne a destinazione, senza creparsi o deformarsi: è necessario che gli specchi restino allineati con precisione millimetrica, anzi nanometrica, ciò vuol dire che durante il funzionamento il backplane non deve muoversi di più di 38 nanometri, circa un millesimo del diametro di un capello umano.
Gli specchi sono stati costruiti dalla Ball Aerospace & Technologies Corp., che da anni si occupa di componentistica ottica e sistemi di specchi ultraleggeri, e sono stati realizzati in berillio ultraleggero, scelto per le sue proprietà termiche e meccaniche a temperature criogeniche (tra -243 e -208 gradi). Durante il volo spaziale, i 18 segmenti di specchio verranno ripiegati nella parte posteriore del telescopio e verranno poi riportati in posizione una volta in orbita.
Durante i test ottici, gli ingegneri hanno utilizzato un interferometro, il dispositivo necessario per misurare la forma dello specchio di Webb. Effettuare misurazioni di forma e posizione con strumenti a laser impedisce ogni contatto fisico e quindi relativi danni allo specchio, come graffi. Per questo gli scienziati utilizzano le lunghezze d’onda della luce visibile per effettuare misurazioni molto precise nell’ordine dell’infinitamente piccolo. Misurando la luce riflessa dalle ottiche di JWST con un interferometro (che scatta 5000 frame al secondo), gli esperti sono in grado di misurare cambiamenti impercettibili a occhio nudo. Gli ingegneri hanno misurato la forma dello specchio principale confrontando luce riflessa con quella generata dal computer tramite un ologramma che rappresenta ciò che lo specchio idealmente dovrebbe essere. Interferendo tra i due fasci di luce, l’interferometro confronta le differenze tra i due con grande precisione. E dato che si tratta del più grande specchio al mondo (quasi tre volte più grande di quello di HST), queste analisi sono una sfida ingegneristica e tecnologica.
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