नासा/ईएसए/सीएसए जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप को अक्सर नासा/ईएसए हबल स्पेस टेलीस्कोप के उत्तराधिकारी के रूप में जाना जाता है। वास्तव में, यह और भी बहुत कुछ का उत्तराधिकारी है। मिड-इन्फ्रारेड इंस्ट्रूमेंट (MIRI) को शामिल करने के साथ, Webb ने ESA के स्पेस इन्फ्रारेड ऑब्जर्वेटरी (ISO) और NASA के स्पिट्जर स्पेस टेलीस्कोप जैसे इन्फ्रारेड स्पेस टेलीस्कोप को भी सफल बनाया।
मध्य-अवरक्त सीमा में, ब्रह्मांड उस चीज़ से बहुत अलग है जिसे हम अपनी आँखों से देखने के आदी हैं। 3 से 30 माइक्रोमीटर तक विस्तारित, मध्य-अवरक्त 30 और 700º C के बीच तापमान वाले आकाशीय पिंडों का पता लगाता है। इस मोड में, दृश्य प्रकाश छवियों में गहरे रंग की दिखाई देने वाली वस्तुएँ अब उज्ज्वल रूप से चमकती हैं।
"यह रसायन विज्ञान के संदर्भ में एक बहुत ही रोचक तरंग दैर्ध्य रेंज है जिसे किया जा सकता है और आप कैसे स्टार गठन की प्रक्रिया को समझ सकते हैं और आकाशगंगाओं के कोर में क्या होता है," यूरोपीय संघ के प्रमुख अन्वेषक गिलियन राइट कहते हैं। एमआईआरआई उपकरण। - अंतरिक्ष की हमारी पहली वास्तविक मध्य-अवरक्त झलक आईएसओ के साथ प्राप्त की गई थी, जो नवंबर 1995 से अक्टूबर 1998 तक संचालित थी। 2003 में कक्षा में पहुंचने पर, स्पिट्जर ने समान तरंग दैर्ध्य पर और प्रगति की। आईएसओ और स्पिट्जर दोनों खोजों ने खगोल विज्ञान में कई महत्वपूर्ण प्रश्नों को संबोधित करने के लिए बेहतर संवेदनशीलता और कोणीय संकल्प के लिए बड़े संग्रह क्षेत्रों के साथ मध्य-अवरक्त क्षमताओं की आवश्यकता पर प्रकाश डाला है।"
जिलियन और अन्य लोगों ने एक ऐसे उपकरण का सपना देखना शुरू किया जो मध्य-अवरक्त को विशद विस्तार से देख सके। दुर्भाग्य से उनके लिए, ईएसए और नासा ने निकट-अवरक्त की छोटी तरंग दैर्ध्य को वेब के प्राथमिक लक्ष्य के रूप में देखा। ESA ने NIRSpec नामक एक निकट-अवरक्त स्पेक्ट्रोमीटर के विकास का नेतृत्व किया, जबकि NASA ने NIRCam नामक एक थर्मल इमेजर का लक्ष्य रखा।
अविचलित, जब ईएसए ने अपने निकट-अवरक्त स्पेक्ट्रोमीटर का अध्ययन करने के लिए आवेदनों के लिए एक कॉल की घोषणा की, तो जिलियन और उनके सहयोगियों ने एक अवसर देखा। "मैंने एक टीम का नेतृत्व किया, जिसने काफी साहसिक प्रतिक्रिया भेजी। इसने कहा कि हम नियर-इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोग्राफ का अध्ययन करेंगे, लेकिन हमारे पास एक अतिरिक्त चैनल भी होगा जो इन सभी मध्य-इन्फ्रारेड विज्ञान अध्ययनों से निपटेगा। और हमने एक वैज्ञानिक मामला प्रस्तुत किया कि वेब पर मध्य-अवरक्त खगोल विज्ञान शानदार क्यों होगा, ”वह कहती हैं।
हालांकि उनकी टीम उस विशेष अनुबंध को नहीं जीत पाई, लेकिन साहसिक कदम ने यूरोप में मध्य-इन्फ्रारेड खगोल विज्ञान की प्रोफाइल को बढ़ाने में मदद की, और उन्हें स्वयं एक अन्य ईएसए अध्ययन में उन वैज्ञानिक हितों का प्रतिनिधित्व करने के लिए आमंत्रित किया गया था जो इन्फ्रारेड उपकरणों के निर्माण के लिए यूरोपीय उद्योग की क्षमता की जांच कर रहे थे। . पूरे यूरोप से शैक्षणिक संस्थानों के समर्थन के साथ, इस शोध का एक हिस्सा मध्य-इन्फ्रारेड रेंज में उपकरणों के लिए समर्पित था।
परिणाम इतने उत्साहजनक थे, जैसे अमेरिका के नेतृत्व में समानांतर अध्ययन के परिणाम थे, कि इस तरह के उपकरण में रुचि और भी अधिक हो गई। यूरोप में वैज्ञानिकों और इंजीनियरों के एक अंतरराष्ट्रीय समूह को इकट्ठा करने और उपकरण को डिजाइन करने और बनाने में सक्षम होने के बाद - और, महत्वपूर्ण रूप से, ऐसा करने के लिए धन जुटाना - जिलियन और उनके सहयोगियों ने प्रोत्साहित किया और धीरे-धीरे ईएसए और नासा को इसे शामिल करने के लिए राजी किया। वेब कार्यक्रम।
अमेरिका के साथ अंतरराष्ट्रीय सहयोग के क्षेत्र में काम करने के इस तरीके से यूरोपीय नेतृत्व का विस्तार करना, नासा के प्रमुख मिशन के लिए, जहां उपकरण बनाने की संस्कृति इतनी अलग है, सफलता की गारंटी नहीं थी। "सबसे बड़ा डर यह था कि यह जटिलता उपकरण के लिए सबसे बड़ा खतरा होगी," ESA में MIRI उपकरण के प्रबंधक जोस लोरेंजो अल्वारेज़ कहते हैं। लेकिन जोखिम ने भुगतान किया।
अपने स्वयं के धन को आकर्षित करने के अलावा, कंसोर्टियम को एक और चेतावनी मिली: उपकरण को वेब के ऑपरेटिंग तापमान और प्रकाशिकी को प्रभावित नहीं करना चाहिए। दूसरे शब्दों में, टेलीस्कोप निकट-अवरक्त उपकरणों के लिए अनुकूलित रहेगा, और MIRI जो कुछ भी प्राप्त कर सकता है, ले लेगा। यह उपकरण के प्रदर्शन को दस माइक्रोमीटर से परे सीमित कर देगा, लेकिन जिलियन के लिए यह भुगतान करने के लिए एक छोटी सी कीमत थी।
सबसे बड़ी तकनीकी बाधाओं में से एक यह थी कि MIRI को निकट-अवरक्त उपकरणों की तुलना में कम तापमान पर काम करना पड़ता था। नासा की जेट प्रोपल्शन लेबोरेटरी द्वारा प्रदान किए गए क्रायोकूलर तंत्र का उपयोग करके इसे पूरा किया गया। मध्य-अवरक्त तरंगों के प्रति संवेदनशील होने के लिए, MIRI लगभग -267°C के तापमान पर संचालित होता है।
यह प्लूटो की औसत सतह के तापमान लगभग 40 केल्विन (-233 डिग्री सेल्सियस) से कम है। संयोग से, यह वह तापमान है जिस पर अन्य उपकरण और टेलीस्कोप काम करते हैं। दोनों तापमान बेहद कम हैं, लेकिन इस अंतर के कारण, टेलीस्कोप से गर्मी अभी भी MIRI में रिसेगी, जब यह टेलीस्कोप से जुड़ा होगा, अगर वे एक दूसरे से थर्मल रूप से अलग नहीं होते।
एक अन्य चुनौती टेलीस्कोप पर उपकरण के लिए सीमित स्थान उपलब्ध था। यह और भी कठिन था क्योंकि MIRI को प्रभावी रूप से एक में दो उपकरण - एक इमेजर और एक स्पेक्ट्रोमीटर माना जाता था। इसके लिए कुछ चतुर डिजाइन कार्य की आवश्यकता थी।
उपकरण के पूरा होने और बाकी टेलीस्कोप के साथ एकीकरण के लिए नासा को दिए जाने के बाद भी, टीम को और भी चुनौतियों का सामना करना पड़ा।
अत्यधिक जटिल टेलीस्कोप को बनाने में किसी की कल्पना से अधिक समय लगा, जिसका अर्थ है कि MIRI और अन्य उपकरणों को मूल रूप से नियोजित की तुलना में अधिक समय तक पृथ्वी पर रहना होगा।
फिर, क्रिसमस के दिन 2021 पर, ईएसए के एरियन 5 लॉन्च वाहन ने अंतरिक्ष यान को एक परिपूर्ण लॉन्च में कक्षा में पहुँचाया। अगले हफ्तों और महीनों में, ग्राउंड टीमों ने टेलीस्कोप और उसके उपकरणों को तैयार किया और उन्हें वैज्ञानिकों को सौंप दिया। अन्य उपकरणों के साथ-साथ MIRI अब वह डेटा भेज रहा है जिसका वैज्ञानिकों ने केवल सपना देखा है।
MIRI डेटा को शुरुआती वेब छवियों में व्यापक रूप से चित्रित किया गया था, जिसमें कैरिना नेबुला के "पहाड़" और "घाटियां", अंतःक्रियात्मक आकाशगंगा समूह स्टीफन क्विंटेट और दक्षिणी रिंग नेबुला शामिल हैं। इसके बाद की छवियां सुंदरता और विज्ञान दोनों के संदर्भ में बार उठाती रहीं। हालाँकि, क्योंकि MIRI किसी भी पिछले मध्य-अवरक्त उपकरण से इतना बड़ा कदम है, छवि व्याख्या क्षमताओं के मामले में भी बार उठाया जा रहा है।
लेकिन यह उन्नत विज्ञान का सार है, और खगोलविद पहले से ही अधिक विस्तृत कंप्यूटर मॉडल विकसित करने के लिए दौड़ रहे हैं जो उन्हें उन विभिन्न भौतिक प्रक्रियाओं के बारे में अधिक बता सकते हैं जिनके कारण मध्य-अवरक्त सीमा में डेटा दिखाई देता है।
MIRI, वेब पर अन्य उपकरणों के साथ, खगोल विज्ञान के हर क्षेत्र को आगे बढ़ाने की क्षमता रखता है। यह एक प्रकार का परिवर्तनकारी विज्ञान है जो संभावनाओं के महत्वपूर्ण विस्तार के माध्यम से ही संभव हो पाता है। और यह टीम वर्क और अंतर्राष्ट्रीय सहयोग का एक महान वसीयतनामा है जो सामान्य रूप से टेलीस्कोप और विशेष रूप से एमआईआरआई के निर्माण में चला गया।
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