Kuinka kaukana Webb-teleskooppi toimii?

Olen kuullut, että James Webb -teleskooppi ei kierrä Maata niin kuin Hubble-teleskooppi. Miksi se toimii kauempana?

Olen kuullut, että James Webb -teleskooppi ei kierrä Maata niin kuin Hubble-teleskooppi. Miksi se toimii kauempana?

Shutterstock

Uusi James Webb -avaruusteleskooppi lähti 25. joulukuuta 2021 kohti avaruuden pistettä, joka sijaitsee 1,5 miljoonan kilometrin päässä Maasta – Auringosta poispäin. Siellä teleskooppi kiertää Lagrangen pistettä – tarkemmin sanottuna L2:ta.

Lagrangen pisteistä tekee erikoisen se, että niissä Auringon ja Maan painovoimavaikutukset ovat tasapainossa. Se tarkoittaa, että suhteellisen kevyt kappale, kuten Webb-teleskooppi, voi pysäköidä itsensä pisteeseen ja pysyä siinä käyttämättä paljon energiaa asemansa säätämiseen.

Webb-teleskoopille valittu Lagrangen piste L2 sijaitsee melkein neljä kertaa niin kaukana kuin Kuu.

© ESA

Auringon ja Maan liikkeiden välinen dynamiikka saa aikaan kaikkiaan viisi Lagrangen pistettä. Kolme niistä sijaitsee viivalla, joka kulkee sekä Auringon että Maan keskipisteen kautta, ja loput kaksi ovat Maan radalla, planeetan edessä ja takana.

Vastaavat viisi Lagrangen pistettä löytyvät muistakin kahden toisiaan kiertävän raskaan kappaleen järjestelmistä. Tällaisen järjestelmän muodostavat vaikkapa Aurinko ja Jupiter ja Maa ja Kuu.

Teleskooppi kääntää meille selkänsä

Webb-teleskoopille L2 on optimaalinen paikka. Teleskooppi on varustettu isolla aurinkosuojalla, joka kääntyy sekä Maata että Aurinkoa päin. Siten teleskooppi kääntää L2:ssa selkänsä Auringosta ja Maasta tulevalle lämpösäteilylle, joka muutoin haittaisi kaukaisten kohteiden havainnointia.

Viidessä Lagrangen pisteessä Auringon ja Maan painovoimavaikutukset ovat tasapainossa. Ne ovat vakaita sijoituskohtia satelliiteille.

© Shutterstock & Lotte Fredslund

L1 ja L2 ovat suosituimpia

Lagrangen pisteitä L1 ja L2 käytetään paljon satelliittien sijoituskohtina. L1 tarjoaa jatkuvasti esteettömän näköalan Aurinkoon ja L2 ulkoavaruuteen.

© Shutterstock & Lotte Fredslund

L3 on aina vapaa

L3-pistettä tuskin käytetään koskaan satelliittien sijoituskohtana. Sillä ei ole mitään erityisiä etuja, eikä satelliittien välinen suora viestintä ole mahdollista, koska Aurinko on tiellä.

© Shutterstock & Lotte Fredslund

L4 ja L5 tulevat kysymykseen

Tulevaisuudessa L4 ja L5 saattavat tarjota satelliittien kautta laajemman näköalan Aurinkoon. Etenkin Maan radalla planeetan edessä sijaitsevasta L4:stä olisi hyvä tarkkailla uhkaavia aurinkomyrskyjä.

L2-pistettä ovat aiemmin käyttäneet hyväksi satelliitit WMAP ja Planck, jotka kartoittivat maailmankaikkeuden taustasäteilyä.

Vastakkaisella puolella sijaitseva L1 on ollut myös satelliittien pysäköintipaikka. Aurinko näkyy sinne jatkuvasti, mistä on hyötynyt esimerkiksi aurinko-observatorio SOHO.