James Webb: danno da micrometeorite

Un micrometeorite ha creato un danno allo specchio primario di James Webb
Un micrometeorite ha creato un danno allo specchio primario di James Webb. La sezione interessata è la C3 dello specchio primario.

Un micrometeorite ha creato un danno al James Webb Space Telescope tra il 22 e il 24 maggio. L’impatto è avvenuto su uno dei 18 specchi esagonali del telescopio che compongono lo specchio primario. Dopo le sensazionali immagini mostrate in anteprima mondiale il 12 Luglio, vengono a galla i primi problemi per la missione. La NASA aveva reso noto l’impatto a Giugno ed ha calcolato che i detriti erano più grandi di quanto non fosse stato preventivato nei modelli teorici pre lancio. 

Ora gli scienziati della missione hanno condiviso un’immagine che rivela la gravità dello scontro, in un rapporto pubblicato due settimane fa (rif.). Il resoconto descrive ciò che è stato appreso sull’utilizzo del telescopio spaziale durante i suoi primi sei mesi di messa in opera. Fortunatamente, l’impatto ha avuto un effetto complessivo trascurabile su James Webb. Ma il rapporto delinea l’indagine e la nuova modellazione che gli ingegneri stanno intraprendendo per valutare gli effetti a lungo termine dei micrometeoriti sul telescopio.

I micrometeoriti

Questi oggetti sono un pericolo noto delle operazioni spaziali e affrontarli non è affatto una novità per gli scienziati. La Stazione Spaziale Internazionale e il Telescopio Spaziale Hubble sono tra i programmi di lunga durata che sono ancora operativi nonostante occasionali “attacchi” di rocce spaziali. Tuttavia, l’orbita di James Webb nel punto di Lagrange 2 a circa 1,5 milioni di chilometri dalla Terra, potrebbe incidere considerevolmente sul profilo di rischio. Gli ingegneri hanno rilevato per la prima volta le deformazioni sullo specchio primario rispetto al periodo di messa in servizio durante la fase di allineamento. Fortunatamente le deformazioni risultanti da agenti esterni sono correggibili mediante riallineamenti speculari dei segmenti intatti. Questi Impatti e le contromisure sono state ampiamente previste in fase di progettazione.

L’entità ha però causato grande preoccupazione poiché ha creato un difetto significativo al segmento C3. Nello specifico il rapporto sottolinea che “il micrometeorite ha causato un cambiamento significativo e non correggibile nelle caratteristiche prestazionali di quel segmento”. Tuttavia, l’impatto complessivo sulla missione è limitato “perché solo una piccola porzione dell’area del telescopio è stata interessata” ribadisce il rapporto. I restanti 17 segmenti dello specchio, rimangono intatti e gli ingegneri sono stati in grado di riallinearli per correggere il danno al C3.

“Non è ancora chiaro se il successo del maggio 2022 al segmento C3 sia stato un evento raro”, ha scritto il team. Per questa ragione, gli ingegneri stanno riformulando la frequenza con cui si verificheranno tali eventi. Ma per quanto rari sono questi fenomeni, gli studiosi hanno affermato che è possibile che impatti ad alta energia siano statisticamente probabili una volta ogni pochi anni.

L’entità del danno causato dal micrometeorite a James Webb

L’alternativa catastrofica per l’intera missione, potrebbe essere che James Webb sia “più suscettibile ai danni dei micrometeoroidi di quanto previsto dalla modellazione pre-lancio”, ha scritto il team. Per questo motivo il team è impegnato nella costruzione di un nuovo modello matematico. Si deve necessariamente stimare quale popolazione di micrometeoriti è più pericolosa e trovare soluzioni che garantiscano decenni di servizio per il telescopio. Un rimedio potrebbe essere ridurre al minimo la quantità di tempo in cui il telescopio punta direttamente nella direzione orbitale dove sono presenti sciami di questi minuscoli frammenti spaziali.

Le prestazioni dello specchio principale, sono valutate in base a quanto deforma la luce delle stelle. La misurazione viene effettuata utilizzando il quadrato medio della radice dell’errore del fronte d’onda. Quando è iniziata la missione, il segmento C3 aveva un errore del fronte d’onda di 56 nanometri rms (quadrato medio della radice). Dopo l’impatto, l’errore è aumentato a 258 nm rms, ma i riallineamenti degli altri segmenti dello specchio, nel loro insieme, hanno ridotto l’rms di C3 a soli 59 nm. Il team ha spiegato che la correzione, rientra ampiamente nei limiti delle prestazioni del telescopio, poiché gli altri segmenti dello specchio riallineandosi sono passati a “circa 5-10 nm rms in più dei precedenti migliori valori rms”.

Lo specchio principale prima e dopo l’impatto. Le riperse sono del rilevatore NIRcam del telescopio stesso. Sulla sinistra l’allineamento migliore prima dell’impatto. A destra invece l’allineamento migliore post impatto del micrometeorite. Credit: NASA

Per ora, gli ingegneri stanno tenendo d’occhio potenziali eventi futuri che generano polvere. Nel 2023 e nel 2024, James Webb dovrebbe attraversare le particelle lasciate dalla cometa di Halley, secondo l’articolo di Nature (rif.). L’ufficio della NASA, che tiene d’occhio i fenomi meteorici, presso il Marshall Space Flight Center, sta prontamente modellando il rischio di impatto per il telescopio in relazione alla poveri della cometa.

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