Tại sao kính viễn vọng James Webb phải bay 1,5 triệu km?

3.295

Kính viễn vọng không gian James Webb của NASA sẽ vượt xa phiên bản tiền nhiệm nổi tiếng là kính Hubble về nhiều mặt, bao gồm vị trí trong không gian.

Kính viễn vọng James Webb trị giá 10 tỷ USD lớn, phức tạp và mạnh hơn đáng kể so với kính viễn vọng không gian Hubble đã nghiên cứu vũ trụ từ quỹ đạo Trái đất trong hơn 3 thập kỷ. Đài quan sát mới phóng thành công vào 19h20 tối ngày 25/12 theo giờ Hà Nội sẽ bay xa hơn tới điểm Larange 2 (L2) giữa Trái đất và Mặt trời, cách hành tinh của chúng ta 1,5 triệu km.

Mô phỏng kính James Webb hoạt động trên quỹ đạo.

Điểm Larange là những điểm ổn định về lực hấp dẫn, nơi tàu vũ trụ có thể "dừng" lại, duy trì vị trí tương đối mà không tốn nhiều nhiên liệu. Nhưng kính Webb không chỉ hoạt động ở điểm L2 để tiết kiệm nhiên liệu đẩy.

Webb được tối ưu hóa để quan sát vũ trụ theo ánh sáng hồng ngoại (IR), bước sóng dài mà con người có thể cảm nhận dưới dạng nhiệt. Ngược lại, Hubble quan sát chủ yếu theo bước sóng khả kiến và cực tím. Để thu được tín hiệu IR yếu nhất, các thiết bị khoa học của Webb phải ở trong điều kiện cực lạnh. Vì vậy, đài quan sát trang bị tấm chắn nhiệt 5 lớp lớn bằng sân tennis khi trải rộng hoàn toàn. Nhưng tấm chắn nhiệt không cung cấp sự bảo vệ cần thiết nếu Webb không quay về phía Mặt trời.

"Điều đặc biệt ở quỹ đạo này là kính viễn vọng nằm thẳng hàng với Trái đất khi di chuyển quanh Mặt trời", đại diện NASA giải thích về điểm L2. Điều đó cho phép tấm chắn nhiệt lớn bảo vệ kính viễn vọng trước ánh sáng và nhiệt độ của Mặt trời, Trái đất và Mặt trăng".

"Nếu tất cả theo đúng kế hoạch, thiết bị của Webb sẽ hoạt động ở - 225 độ C. Trong khi đó, nhiệt độ ở mặt nóng, nơi đặt pin Mặt trời, ăngten liên lạc và các thiết bị khác của Webb sẽ chịu nhiệt độ 88 độ C. Chênh lệnh nhiệt độ giữa mặt nóng và mặt lạnh của kính viễn vọng cực lớn. Bạn gần như có thể đun sôi nước ở mặt nóng và đông lạnh nitrogen ở mặt lạnh", NASA cho biết.

Khoảng cách tới điểm L2 thể hiện một điểm khác biệt quan trọng nữa giữa Hubble và Webb. Kính viễn vọng Hubble cũ kỹ hơn được thiết kế để các phi hành gia có thể sửa chữa và nâng cấp trong những chuyến đi bộ không gian từ năm 1993 đến năm 2009. Nhiệm vụ đầu tiên trong số đó đặc biệt quan trọng do giúp sửa lỗi ở gương sơ cấp của kính Hubble khiến loạt hình ảnh đầu tiên bị nhòe. Nhưng khoảng cách 1,5 triệu km quá lớn để cử phi hành gia tới, vì vậy kính Webb với gương sơ cấp rộng 6,5 m, lớn gấp gần 3 lần gương của kính Hubble, sẽ tự hoạt động ở điểm L2.

Sau khi phóng, Webb sẽ mất khoảng 30 ngày để tới đích. Webb sẽ quay quanh điểm L2 và bắt đầu chiếc dịch quan sát đa dạng. Kính viễn vọng sẽ nghiên cứu một số ngôi sao và thiên hà đầu tiên trong vũ trụ, tìm hiểu khí quyển của ngoại hành tinh có thể tồn tại dấu hiệu sự sống, cùng với nhiều nhiệm vụ khác. Webb không phải tàu vũ trụ đầu tiên hoạt động ở điểm L2. Tàu thăm dò dị hướng vi sóng Wilkinson của NASA vận hành ở đó từ năm 2001 đến 2010, tương tự như kính viễn vọng không gian Herschel của Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) (năm 2009 - 2013) và tàu thăm dò Planck (năm 2009 - 2013).

Tổng cộng có 5 điểm Lagrange giữa Trái đất và Mặt trời. Điểm L3 nằm thẳng hàng với L1 và L2, nhưng ở phía bên kia của Mặt trời. L4 và L5 nằm chếch 60 độ ở phía trước và sau Trái đất.

Cập nhật: 26/12/2021 Theo VnExpress