Bí mật đằng sau kính viễn vọng không gian lớn nhất thế giới

Góc nhìn của Kính thiên văn Không gian James Webb cho phép nhà khoa học tìm ra câu trả lời cho những câu hỏi thậm chí chưa được đặt ra.

Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST) được phóng lên quỹ đạo vào tháng 12/2021, là một trong những công trình khoa học đột phá, mang lại những điều mà con người chưa từng biết ở lĩnh vực thiên văn học.

Ảnh mô phỏng các gương lục giác trên Kính viễn vọng Không gian James Webb (Ảnh: NASA).

Theo Scitech Daily, bí mật tạo nên sự độc đáo của JWST mà không một kính viễn vọng nào khác có được, nằm ở tấm gương được tạo thành từ 18 phân đoạn lục giác riêng lẻ.

Các phân đoạn này có thể được căn chỉnh chính xác đến mức chúng có thể hoạt động như một khối thống nhất.

Theo TS Marcio B. Meléndez, nhà khoa học quang học thiên văn từng góp mặt trong dự án phát triển James Webb, họ đã trải qua một quá trình căn chỉnh phức tạp để đưa các tấm gương trên kính vào đúng vị trí.

Quá trình này kéo dài gần 3 tháng sau khi đưa James Webb lên quỹ đạo hoạt động, và sẽ cần liên tục điều chỉnh để phù hợp với các mục tiêu khoa học. Do đó, sự thành công của JWST không chỉ nằm ở công trình, mà còn phụ thuộc vào những kỹ sư đang ở trong dự án, khi họ tiếp tục theo dõi và điều chỉnh thiết bị.

"Do sự ảnh hưởng của nhiều yếu tố như biến đổi nhiệt độ và cái gọi là các sự kiện "nghiêng", JWST cần có chương trình bảo trì trọn đời", TS Marcio B. Meléndez cho biết.

Theo đó, nhóm phát triển dự án JWST sẽ luôn phải điều chỉnh các gương của James Webb nhằm giữ nó luôn trong tình trạng lý tưởng.

Sau mỗi lần kính viễn vọng thực hiện việc quan sát, nhóm dự án lại đo độ ổn định, được gọi là "độ rung" của thiết bị. Sau đó, họ điều chỉnh các cảm biến để tương thích với độ rung này, nhằm "khóa mục tiêu" hiệu quả.

Được biết, JWST hoạt động trên một quỹ đạo hẹp, quay quanh một điểm trong không gian được gọi là Lagrange 2, hay L2. Nó nằm cách Trái đất 1,5 triệu km. Bất chấp những khó khăn về khoảng cách và liên lạc, nhóm dự án vẫn phải đảm bảo độ chính xác gần như tuyệt đối trong mọi hoạt động của thiết bị.

Theo chia sẻ, để đảm bảo hiệu suất quang học tổng thể, James Webb cần ổn định quỹ đạo bay với sai lệch không vượt quá độ dày của một sợi tóc người, tức khoảng vài nanomet.

"Với chương trình tổng thể nghiêm ngặt và cực kỳ chính xác, chúng tôi luôn túc trực và sẵn sàng để JWST đảm bảo hiệu suất quang học ở mức cao nhất, hướng đến mục tiêu khám phá những bí ẩn ẩn giấu sau vũ trụ", đại diện của dự án chia sẻ.

Kính Không gian James Webb trước khi được phóng lên quỹ đạo (Ảnh: NASA).

Một trong những khác biệt lớn nhất giữa kính Hubble và James Webb là độ xa về khoảng thời gian quá khứ mà chúng có thể quan sát được.

Cụ thể, Hubble chỉ có thể nhìn xa vào vũ trụ. Quá trình này về bản chất, là quan sát ngược lại ở một thời điểm trong quá khứ - do ánh sáng phải mất thời gian di chuyển. Thông qua kính Hubble, các chuyên gia có thể quan sát sự hình thành của những thiên hà đầu tiên - tức khoảng 1 tỷ năm sau vụ nổ Big Bang.

Nhưng James Webb còn mạnh hơn nhiều, khi có thể quan sát từ thời điểm chỉ 0,3 tỷ năm sau vụ nổ Big Bang.

Tổng Giám đốc Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Mỹ (NASA) từng cho biết: "JWST sẽ ghi lại những hình ảnh chính xác đến mức có thể giúp chúng ta phân biệt được rằng liệu một hành tinh nào đó có thể sinh sống được hay không".

"Bên cạnh đó, quan điểm chưa từng có về vũ trụ dưới góc nhìn của Kính viễn vọng sẽ cho phép các nhà khoa học tìm ra những câu trả lời cho những câu hỏi mà thậm chí còn chưa được đặt ra".

• Ảnh chụp kính viễn vọng James Webb nhìn từ Trái đất
• Giới khoa học xôn xao bức hình chụp thiên hà màu tím của kính James Webb
• Tại sao kính viễn vọng James Webb phải bay 1,5 triệu km?