ناسا و جامعه نجومی 10 میلیارد دلار و بیش از دو دهه در یک دستگاه واحد سرمایه گذاری کرده اند. اکنون آنها با لحظه حقیقت روبرو هستند.
از ناسا تلسکوپ فضایی جیمز وبکه با نام Webb یا JWST نیز شناخته می شود، سرانجام در گویان فرانسه، بر بالای موشک خود قرار گرفته و آماده خداحافظی با زمین و آغاز سفر طولانی به فضا است. او بر پیچ های شل، خطاهای آزمایش، لغو کنگره، یک بیماری همه گیر و حتی کوچکترین خطر ربوده شدن توسط دزدان دریایی در راه خود به سمت محل پرتاب غلبه کرد. این پروژه به قدری گسترده است که سازمان را به همان اندازه که شکل داده است، شکل داده است.
مایکل ترنر، کیهان شناس نظری در موسسه فیزیک کیهان شناسی کالی در دانشگاه شیکاگو، به Space.com گفت: "شما نمی توانید این کار را هر پنج سال یکبار انجام دهید." این فقط آژانس را ناراحت می کند و این دقیقاً همان کاری است که آنها هر از گاهی باید انجام دهند."
متصل: نحوه عملکرد تلسکوپ فضایی جیمز وب در تصاویر
| بیشتر ▼: پرتاب تلسکوپ فضایی ناسا ناسا: به روز رسانی های زنده
البته، هدف به جای خود ناسا، تکان دادن علم بود. به طور خاص، JWST در مقایسه با سایر تلسکوپ‌های فضایی آینه‌ای بسیار عظیم دارد و رصدخانه در مطالعه تخصص خواهد داشت. نور مادون قرمزکه به دانشمندان این فرصت را می دهد تا به روزهای اولیه کیهان نگاه کنند. این دو قابلیت با هم نشان دهنده گامی بزرگ به جلو نسبت به تلسکوپ های فضایی موجود است.
اما مشاهده نور مادون قرمز به خصوص دشوار است زیرا گرما را دو برابر می کند. بنابراین، JWST یک سپر خورشیدی بی‌سابقه دریافت کرد و رصدخانه به مکانی به نام زمین-خورشید نقطه لاگرانژ 2 یا L2 فرستاده می‌شود که 1 میلیون مایل (1.5 میلیون کیلومتر) از خورشید فاصله دارد. زمین.
از نظر علمی، همه چیز بسیار هیجان انگیز است، اما از نظر مهندسی، فوق العاده دشوار است. زمانی که پروژه‌های JWST جامد شدند، ناسا هرگز چیزی شبیه به آن ایجاد نکرده بود. الیزابت فرانک، دانشمند سیاره‌شناسی که در مأموریت‌های ناسا کار می‌کرد، قبل از اینکه به عنوان دانشمند ارشد در First Mode، یک شرکت مهندسی، کار کند، می‌گوید: «وقتی کاری را برای اولین بار انجام می‌دهید، پیش‌بینی اینکه چقدر طول می‌کشد و چقدر هزینه خواهد داشت، واقعاً سخت است. برای Space.com.
که در تلسکوپ فضایی هابل، یک تلسکوپ کوچکتر اما یک سلف کلیدی برای مقیاس JWST، دارای یک مکانیسم ایمنی داخلی بود: به لطف مدار آن به دور زمین و طراحی دقیق آن، فضانوردان می توانستند از فضاپیما بازدید کنند و از ابزارهای آن مراقبت کنند. برای JWST اینطور نیست.
و آینه JWST بزرگتر از آن است که از یک تکه شلیک شود، بنابراین برای اولین بار در یک تلسکوپ فضایی، باید 18 بخش مختلف را برای تشکیل یک سطح کاملا صاف تراز کند.
و سپر خورشیدی پنج لایه که باید در فضا مستقر شود؟ چنین چیزی قبلاً پرواز نکرده است.
تحویل سفینه فضایی به L2 انجام شد اما فقط از ماموریت های بسیار کوچکترمانند کاوشگر ناهمسانگردی مایکروویو ویلکینسون ناسا که از سال 2001 تا 2010 کار می کرد و ماموریت پلانک آژانس فضایی اروپا برای نقشه برداری پس زمینه مایکروویو فضایی.
و هیچ راهی برای ساده کردن JWST و به دست آوردن نتایج علمی در همان مقیاس وجود ندارد. ترنر گفت: «اگر پیچیده نبود، اگر L2 نبود، اگر ضدآفتاب نداشت که آن را خوب و خنک نگه دارد، نمی‌توانستید همه کارهای متحول کننده را انجام دهید».
یک پروژه همیشه در حال رشد
هنگامی که جامعه نجومی در دهه 1990 شروع به بازی با ایده هایی در مورد آنچه که اکنون به عنوان JWST شناخته می شود، کرد، رهبری ناسا به رهبری مدیر وقت آن زمان دن گلدین، آن را تشویق کرد تا بزرگتر و جسورتر شود.
از آن زمان به بعد، شرمساری که JWST به دلیل افزایش بودجه و تاخیر در راه اندازی فزاینده با آن مواجه شد، ممکن است کمی اجتناب ناپذیر باشد. فرانک گفت: «هرچه بیشتر سعی کنید با یک سفینه فضایی کار کنید، پیچیدگی فنی ذاتی در فضاپیما بیشتر می شود.
و همانطور که JWST جاه طلب تر شد، ناسا به طور فزاینده ای مصمم شد تا مطمئن شود که هیچ مشکلی پیش نمی آید.
فرانک گفت: "اگر یک ماموریت بزرگ و پیچیده دارید، به قابلیت اطمینان بالایی نیاز دارید زیرا بسیار گران است و گزینه های زیادی دارید." "اما برای کاهش خطر شکست، شما واقعا به زمان و تلاش زیادی نیاز دارید، و این مواد نیستند که هزینه ماموریت ها را تعیین می کنند، بلکه در واقع کار هستند." این به ویژه در مورد جنبه هایی مانند مدیریت پروژه و مدیریت سیستم صادق است. وی خاطرنشان کرد: برای حفظ مسیر صحیح.
ترس ناسا از شکست نیز ممکن است به تصویر مشکل JWST کمک کرده باشد، زیرا مهندسان آن را به هر طریق ممکن آزمایش کردند. ترنر گفت: «به همین دلیل است که شما آن را در تمام آزمایش‌ها قرار می‌دهید، زیرا وقتی آنقدر پیچیده است، مشکلی پیش می‌آید».
این آزمایش‌ها باعث تأخیر پس از تأخیر می‌شد، زیرا مهندسان دستگیر شدند و مشکلاتی را در رصدخانه ایجاد کردند که باید اصلاح می‌شد. ترنر گفت: "معلوم شد که چیزی به نام یک حادثه هوشمند وجود ندارد." "همه آنها شامل چیزهای احمقانه هستند. همه اشتباهات در گذشته احمقانه هستند."
متصل: تلسکوپ فضایی هابل و 30 سالی که دید ما از کیهان را تغییر داد
لحظه محاسبه
بافتنی در سال 2011 شروع شد.
در حالی که بخش های قابل توجهی از رصدخانه در آن قرار داشت مراحل پایانی مونتاژ، این پروژه هنوز به شدت بدهکار بود و از محل راه اندازی دور بود. ترنر به ناسا و JWST گفت: «مردم می‌دانستند مشکلی وجود دارد، اما هیچ‌کس نمی‌خواست آن را بگوید. آنها در مشکل بودند.
کنگره عجله کرد. مجلس نمایندگان پیش‌نویس بودجه‌ای را تهیه کرده است که به کار روی رصدخانه پایان می‌دهد، اگرچه این تلسکوپ تا پایان مذاکرات بودجه زنده ماند. ترنر، که از جمله ستاره شناسانی بود که برای به چالش کشیدن مورد تلسکوپ در طول بحران مداخله کردند، گفت که خود رؤیا، که شاهد خارج شدن JWST از کنترل بود، همچنین ممکن است ماموریت را نجات داده باشد.
او گفت: «آنها واقعاً مأموریت درستی را انتخاب کردند و بنابراین در تاریک ترین روزها هنوز هم شایسته انجام آن بود. "این یکی از آن چیزها نبود: "می‌دانی که اگر بتوانیم این کار را انجام دهیم، عالی خواهد بود، اما آنجا خیلی سخت می‌شود. بیایید تسلیم شویم."
همانطور که ستاره شناسان به خوبی می دانند او می توانست مسیر بسیار متفاوتی را طی کند. فیزیکدانان این را در سال 1993 به سختی یاد گرفتند، زمانی که کنگره ساخت و ساز را لغو کرد در Superconducting Super Collider (SSC) در تگزاس 2 میلیارد دلار در این پروژه. ترنر گفت: «این لکه‌ای بر علم آمریکایی است. او میدان را رنگ آمیزی کرد: این ابر تاریک از SSC هنوز در بالای قلمرو فیزیک پرانرژی زندگی می کند و لکه ای بر علم آمریکایی گذاشته است.
حتی سلف بلافصل JWST نیز با بحران مشابهی مواجه بود. هابل در سال 1990 کار خود را آغاز کرد و شروع به جمع‌آوری داده‌ها فقط برای ستاره‌شناسان کرد تا متوجه شوند که اشتباهی در آینه باعث تار شدن دید رصدخانه شده است. راه حل های نرم افزاری و ماموریت های خدمات خدمه در نهایت تلسکوپ محاصره شده را نجات دادند، اما هیچ تضمینی وجود نداشت.
ترنر می‌گوید: «این قسمت ترسناک اینجاست: افراد زیادی بودند که هابل را وقتی مشکلاتی پیش آمد ترک کردند. "افراد واقعاً سخت - این جنبه سخت است - گفتند، "خب، باید راهی برای رفع این مشکل وجود داشته باشد."
تجارت پرخطر
هابل زنده ماند و تبدیل به یک نماد شد. امروز JWST روی موشک خود فرود آمد و آماده پرتاب شد. اما این سفر بدون تلفات نبود.
ویلیام راسل از دفتر پاسخگویی دولت فدرال طی جلسه استماع در مجلس نمایندگان در 1 دسامبر گفت که در طول توسعه رصدخانه، ناسا مجبور شد حدود 1.4 میلیارد دلار از پروژه های دیگر را به JWST اختصاص دهد.
«انضباط بودجه به ویژه برای این پروژه های بزرگ مهم است. ترنر گفت: وقتی آنها خونریزی می کنند، بقیه علم خونریزی می کند. کمی افراط و تفریط برای آنها پروژه های دیگر را از بین می برد، بنابراین باید وارد واقع گرایی شوید.
و از آنجایی که اخترشناسان برای تحقق JWST سرمایه‌گذاری زیادی کرده‌اند، فرانک استدلال می‌کند که برای ماموریت‌هایی که ساخته نشده باقی می‌مانند باید هزینه‌های فرصتی وجود داشته باشد. "ما چه ماموریت هایی را راه اندازی نکرده ایم زیرا JWST تا زمانی که بودجه را جذب کرده است؟" در عوض با 10 مأموریت 1 میلیارد دلاری چه می‌توانیم بکنیم؟» فرانک گفت. گفتن مطالب در گذشته آسان است، اما من فکر می کنم اینها مسائل مهمی هستند.
اگر با شروع، استقرار و در نهایت شروع به کار JWST مشکلی پیش بیاید - خوب، این سناریوی کابوس در جبهه های بی شماری است.
فرانک گفت: «فکر می‌کنم قرار دادن این همه تخم‌مرغ علمی در یک سبد واقعاً یک چالش است. او گفت، دانشمندانی که برنامه‌های تحقیقاتی خود را برای مراقبت از داده‌ها ساخته‌اند، JWST قول داده است "در حال حاضر شغل خود را به معنای واقعی کلمه در سکوی پرتاب در خطر ببینند."
در آینده
برخی از ناظران همچنین نگران هستند که مشکلات JWST بر پیشنهادات ماموریت آینده سایه افکند. JWST ناسا را در مورد نیاز به برنامه‌ها و بودجه‌های مأموریت عملی کوشاتر کرده است. اما اینکه آیا این تجربه به طور کامل آژانس را در چنین پروژه های بزرگی بدتر کرده است، باید دید.
ممکن است به نحوه عملکرد JWST در فضا بستگی داشته باشد. رابرت اسمیت، مورخ دانشگاه آلبرتا که JWST و SSC را در یک وبینار در تاریخ 9 دسامبر توسط موزه ملی هوا و فضای آمریکا به عنوان پروژه‌های «مگاعلم» مقایسه کرد، گفت: «موفقیت، موفقیت می‌آورد و شکست، شکست می‌آورد». فکر می‌کنم اگر قرار باشد وارثی وجود داشته باشد، قطعاً باید کارساز باشد.»
این در جدید منعکس شده است طرح 10 ساله نجوم او گفت که در نوامبر منتشر شد. این گزارش به پروژه‌های بزرگ تلسکوپ فضایی نگاه می‌کند، اما تاکید می‌کند که فناوری مورد استفاده ابتدا باید در ماموریت‌های کوچکتر گنجانده شود تا خطر کاهش یابد. اسمیت آن را "سایه آویزان JWST" نامید.[ing] در بسیاری از این گزارش.
فرانک همچنین نگران است که شکست در چنین مقیاسی می تواند اعتبار ناسا را به خطر بیندازد، به خصوص که این آژانس به بودجه عمومی متکی است. فرانک گفت: «چالش ناسا موفقیت و انجام علم خوب و توسعه فناوری و در عین حال به حداقل رساندن واکنش منفی افرادی است که ممکن است از شکست حمایت نکنند. ناسا باید مباشر خوبی برای تامین مالی مالیات دهندگان باشد و مالیات دهندگان اگر به عنوان مباشران خوب تلقی شوند، واکنش منفی نشان خواهند داد.
این یک وضعیت بسیار متفاوت از مثلاً اسپیس ایکس چهره ها. او خاطرنشان کرد که این شرکت با فیلم هایی از بمباران راکتی به شکست های خود نزدیک می شود. فرانک گفت: "آنها می توانند شکست های خود را مسخره کنند و از آن به گونه ای استفاده کنند که به نفع آنها باشد، در حالی که ناسا احتمالاً آزادی انجام این کار را ندارد."
او ادعا می کند که فرهنگ آژانس، پروژه هایی را که اجرا می کند شکل می دهد. "باید مجموعه ای از انگیزه ها وجود داشته باشد تا مردم را به فکر وادار کند: "اگر راه حل مقرون به صرفه ای برای این مشکل پیدا نکنم، این احتمال وجود دارد که این ماموریت لغو شود." او همچنین به کار ناسا در طیف کاملی از ماموریت‌ها، از جمله ماموریت‌های کوچکتر، اشاره کرد که در آن آژانس ممکن است خطر شکست را متحمل شود.
ترنر گفت، اما مهم این است که ناسا موفق شود و بلندپروازانه ترین پروژه ها را مدیریت کند. "هیچ کس دیگری نتوانست JW را بیرون کند[ST]و برای همه علوم آمریکایی، نه فقط نجوم، این کشور هنوز هم می تواند کارهایی انجام دهد که خیره کننده هستند.
او استدلال می کند که معنا فراتر از علم است. ترنر گفت: «دنیا آشفته است. "درسی که من می آموزم این است که وقتی روی آن تمرکز می کنیم، گونه ای واقعاً خوب هستیم. وقتی همه دور هم جمع می‌شویم، یک هدف خوب انتخاب می‌کنیم و با هم سخت کار می‌کنیم، واقعاً می‌توانیم کارهای شگفت‌انگیزی انجام دهیم، و من باید هر از گاهی این را به شما یادآوری کنم.»
او گفت که برای او راه اندازی JWST، حتی یا شاید به خصوص بعد از همه پیچ و خم هایش، یکی از آن چیزهای شگفت انگیز است. "آیا نمی توانیم برخی از این مهارت ها را به کار بگیریم و برخی مشکلات دیگر را حل کنیم؟"
به مگان بارتلز به آدرس mbartels@space.com ایمیل بزنید یا او را در توییتر دنبال کنیدمگانبارتل ها. ما را دنبال کنید در توییتر @Spacedotcom و غیره فیس بوک.