Nu tænder Webb-teleskopet motoren - og går i kredsløb om L2

Så er det snart alvor for James Webb Rumteleskopet. Nu skal der kalibreres og så observeres. Illustration: NASA

En lang rejse på 1,46 million kilometer er ved at være slut.

Den 24. januar sender Nasa en kommando til James Webb Rumteleskopet, som skal bringe rumteleskopet i sit kredsløb om Lagrangepunkt 2 for Solens og Jordens tyngdefelt.

Det er herfra rumteleskopet de næste mange år - men både Webb og Jorden er i kredsløb om Solen - teleskopet skal observere Universet.

L2 er et såkaldt metastabilt punkt, dvs.et objekt placeret direkte ved L2 meget let kan blive slået ud af kurs - lidt på samme måde som en blyant, der står på spidsen er i en metastabil tilstand, hvor den let falder til den ene eller den anden side.

Derfor er Webb i en bane, der både indebærer, at Web er i omløb om Solen og det matematiske punkt, der definerer L2.

Her ses, hvordan Webb-teleskopet og Jorden vil bevæge sig rundt om Solen.

Årsagen til, at man til trods for den metastabile position, har valgt at placere Webb ved L2, er, at det er et yderst velegnet sted til infrarød observationer, da rumteleskopet altid vil have Solen og Jorden på sin ene side og derved kan holde sine instrumenter rettet mod Universet i skyggen og dermed holde dem meget kolde.

Når Webb er i kredsløb om L2 fremfor at være placeret direkte ved L2, er det fordi, det er den mest simple operation, der kræver mindst muligt brændstof til små korrektioner.

Karen Richon, der er Webbs Flight Dynamics Lead Engineer forklarer på Nasas blog, at Webb fra Ariane 5 raketten fik en kraft, der kun næsten ville bringe rumteleskopet til L2. Men teleskopet ville rent faktisk falde tilbage til Jorden igen af sig selv, med mindre rumteleskopet fik sit sidste ekstra skub, som det vil ske nu.

»Det svarer lidt til at kaste en bold op højt i luften med stor kraft. Den vil også falde tilbage til Jorden igen,« skriver hun.

Når man bevidst gav Webb en lidt for lille kraft, er det fordi, det ville have været mere besværligt at bremse rumteleskopet og bringe det i det ønskede kredsløb, end det er tilfældet nu, hvor rumteleskopet blot skal have det sidste lille puf fra rumteleskopets egen motor.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Det kan også blive lige lovlig populært udtrykt. Der er ingen satellitter der bare lige falder tilbage til Jorden, de skal først af med en masse energi i form af potentiel og bevægelse før de sådan falder tilbage.

Måske jeg er lidt pernitten, men det kan forklares mere korrekt uden at blive uforståeligt.

  • 5
  • 25

Går man i stå før L2 ryger man hjem. Efter L2 går man aldrig i stå, man fortsætter bare. (Well, afhængig af retningen man kom fra 😉)

Et fartøj der stopper sin motor vil fortsætte i en elliptisk bane og komme tilbage til hvor det stoppede motoren. Omkring L2 vil hastigheden om Jorden være ~600m/s (cirkulær bane), og relativt til Solen ~30km/s.

Man kan godt forestille sig at hastighed og retning er sådan at det bliver en så ekstrem elliptisk bane at banen krydser jordens overflade, men så skal du planlægge det.

Bortset fra det så findes der faktisk ikke noget "gå i stå" i rummet.

  • 2
  • 24

I et punkt kan der kun være højst ét objekt; da punktet ydermere er masseløst, er det lettere at opnå en bane omkring punktet end at opnå "hvile" i punktet. Om man så kan etablere banen indenfor "Jordens skygge" lyder som en god idé, men det er ikke noget jeg har regnet på.

På videoen ser det ud, som om banen ikke behøver ligge i et bestemt plan. Igen er det ikke noget, jeg har "regnet på" (~simuleret).

Jeg har i min studietid (ca 2006) været med til at lave en MatLab simulation, hvor banen var i Jord-planet, hvilket var mest bekvemt at visualisere. (Nemmest at "overskue").

Nogle af de baner vi opnåede var ikke "pæne", men til sidst fandt vi en pæn lille bane. Jeg ved desværre ikke om de uregelmæssige baner skyldes uheldige parametre eller numerisk opløsning - der var ikke i regnegruppen interesse for den detalje.

  • 5
  • 0

I et punkt kan der kun være højst ét objekt; da punktet ydermere er masseløst, er det lettere at opnå en bane omkring punktet end at opnå "hvile" i punktet. Om man så kan etablere banen indenfor "Jordens skygge" lyder som en god idé, men det er ikke noget jeg har regnet på.

NASA oplyser et sted, at kredsløbet omkring L2 faktisk er stort - større end månens kredsløb om jorden. Det vil også være nødvendigt, at kredsløbet ikke skygges for meget af jorden, da solpanelerne jo skal have noget energi til drift af JW. Det er også vigtigt med termisk stabilitet og derfor er det formentlig bedre med en konstant solindstråling på solsiden af teleskopet end hvis det f.eks. at havde ligget i delvis skygge af jorden.

I øvrigt forstår jeg det sådan, at JW faktisk ligger forskudt lidt mod jorden i forhold til L2. L2 er jo et metastabilt punkt og hvis JW kommer på den anden side af L2, er der fare for, at det driver længere ud i rummet uden mulighed for at sætte det på plads igen.

På jordsiden af L2 vil JW hele tiden drive lidt mod jorden og skal sættes på plads af raketmotoren med et par ugers mellemrum. Det skulle der være brændstof til i over 20 år pga. af den præcise opsendelse, der kun har krævet minimal forbrug af teleskopets egen brændstofbeholdning. Det kræver mindre brændstof at vedligeholde kredsløbet om L2 end hvis JW havde ligget præcis i L2.

  • 9
  • 0

Endelig er der den faktor at man antager at der ligger en bunke skrammel i selve lagange punterne, formodentlig mindre i de metastabile end de stabile L-punkter, men stadigvæk: Der er ingen grund til at placere et teleskop i en "grusbunke".

  • 14
  • 1

Hvis teleskobet skal lede efter intelligent liv også, kunne jeg godt ønske mig at nogen drejede det 180 grader til at starte med. Det er mig ubegribeligt, at vi her på toppen af vores såkaldte intelligente liv, lader os spise af med at ganske få mænd tilsyneladede har behov for at tænde ild i verdens freden - af en eller anden grund, og - hvilket er jo er endnu værre, at millioner af mennesker stiltiende accepterer dette. Vores klode har aldrig været mindre og vores samlede informations niveau har aldrig været større. Hvad i himmelens navn sker der dog ?

  • 1
  • 11
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten