אתר האינטרנט של טלסקופ החלל ג'יימס וב מדווח בכל שנייה היכן בדיוק הוא ממוקם כעת. הטלסקופ נע אל יעדו – במרחק מיליון וחצי קילומטרים מכדור הארץ, במהירות של כחצי קילומטר בשנייה. זאת, רק בכוח ההתמד אחרי התנעה ראשונית שארכה 25 דקות בלבד. בצוהרי יום שלישי השבוע, אחרי עשרה ימי טיסה בחלל, הטלסקופ כבר נמצא במרחק של יותר מ־900,000 קילומטרים מכדורנו, מתקדם בבטחה אל היעד. הטמפרטורה בקצות מגן השמש שלו, עמדה בנקודת הזמן הזו על 60 מעלות, ואילו מצידו השני של המגן, בגוף הטלסקופ, עמדה הטמפרטורה על כ־160 מעלות מתחת לאפס. מבחינת הדרוש לתפקודו התקין של וב, זו פשוט טמפרטורה נהדרת. טוב, אולי יש להנמיך אותה עוד קצת.
לתכנונו של הטלסקופ השאפתני הזה, שנקרא על שם המנהל השני של נאס"א שהלך לעולמו ב־1992, נדרשו לא פחות מ־27 שנים, והוא שוגר באיחור של 15 שנה מהתכנון המקורי. עלות ההפקה: עשרה מיליארד דולרים, פי עשרים מהעלות המתוכננת. בשבת פרשת שמות, בשעה 14:20 על פי שעון ישראל, שוגר הטלסקופ מגיאנה הצרפתית שבדרום אמריקה, ובתוך שבועיים הוא אמור להגיע ליעד – הרחוק יותר מפי ארבעה מהמרחק שבין כדור הארץ לירח. בתוך חצי שנה הוא ייכנס לפעולה – אם אך יתגבר על מאות תקלות שעלולות לצוץ בדרך. בחמש השנים הבאות אמורה המשקפת המשוכללת הזו לתצפת ללא הפסקה על עומק החלל ולגלות את סודות היקום האפלים ביותר, אלו שקשה לזהות משטח פני כדור הארץ. ייתכן אפילו שיאריך ימים עד לעשור.
ברוכים הבאים למנהרת הזמן
לא פחות מ־17 מדינות היו שותפות בתהליך יצירתו ושיגורו של ג'יימס וב. למעשה, יש המתארים אותו כמכונת זמן. אחרי הכול, צפייה אל כוכבים המרוחקים שנות אור מאיתנו היא למעשה צפייה ישירה אל העבר. האור המגיע מכוכב המרוחק, למשל, 12 שנות אור מאיתנו, מראה לנו אותו כפי שנראָה לפני 12 שנה. באותה מידה, צפייה אל עבר כוכבים המרוחקים מיליארדי שנות אור ממקומנו, מראה לנו אותם בדיוק כפי שנראו לפני מיליארדי שנים. והטלסקופ הזה, פרי יצירת מיטב המוחות של האנושות שהשקיעו בכך עשורים ארוכים – אמור לספק לנו מידע על כוכבים שאף טלסקופ קודם לא יכול היה לספק.
עד לשיגורו של וב, טלסקופ החלל המרכזי שעמד לרשות האנושות הוא "האבל". ההבדל בין האבל לווב הוא כהבדל בין סוסיתא לטסלה. האבל, אשר שוגר לחלל ב־1990, ממוקם בגובה של 589 קילומטרים בלבד מעל פני הקרקע, זאת לעומת מיליון וחצי קילומטרים אצל וב. המראה של האבל היא בגודל של 2.4 מטרים בלבד, ואילו זו של וב גדולה ממנה פי שלושה. כושר איסוף האור של וב גדול פי שבעה משל האבל, וגם המכשור שלו מתקדם בהרבה מזה של קודמו הקשיש והמעט־מיושן.
במשך שלושים שנה שימש האבל כסוס העבודה של האסטרונומים ברחבי העולם. הוא שלח, אחרי כמה תיקונים, תמונות מדהימות ומחכימות של החלל הרחוק. קרוב, קרוב מאוד, לגבול ההתפשטות הנוכחי של היקום. אולם גם זה לא הספיק, כי עצם ההתפשטות האור גורמת לכך שהוא משתנה והופך לאינפרא אדום, אור שבלתי אפשרי לראות בעין רגילה או במכשור רגיל. הניסיון "לראות" את האינפרא אדום מצריך בין השאר שהטלסקופ יעבוד בקור עצום, 218 מעלות צלזיוס מתחת לאפס, שיאפשר למכשירים לקלוט את מרב הנתונים של אור שכזה.
למה לא להסתפק בצפייה בכוכבים מקרקע כדור הארץ? מכיוון שאף שהאוויר שקוף, קרני האור מוסטות בעת המעבר בו, וזרמי האוויר גורמים לריצוד אור הכוכבים. משום כך תצלום בחשיפה ארוכה איננו מסוגל להשיג חדות גבוהה. זו גם הסיבה שמצפי הכוכבים בכדור הארץ נבנים במידת האפשר בראשי ההרים – שיהיו מעליהם כמה שפחות שכבות אוויר. פרופ' עמרי ונדל מהמכון לפיזיקה באוניברסיטה העברית מסביר שהנקודה שאליה נשלח וב איננה אקראית כלל: "לנקודה הזו, במרחק מיליון וחצי קילומטרים, יש הרבה יתרונות לעומת המסלול הנמוך של האבל, וזאת בעוד ההבדל בעלות ביניהם איננו כה גדול. בעבר פשוט לא התאפשר לנו לשלוח טלסקופ למרחק כזה, וגם לא ידענו על מלוא היתרונות של המיקום הזה.
"היתרון הגדול של הנקודה הזו לעומת המיקום של האבל", מסביר ונדל, "הוא שזו של וב מרוחקת מספיק מכדור הארץ. כדור הארץ מפיץ המון אור טבעי שחוזר מהשמש ומפריע לפעילות הטלסקופ. מי שיימצא על הירח, למשל, יראה את כדור הארץ בהיר בהרבה מכפי שהירח נראה מכדור הארץ. האור החוזר מפריע לטלסקופ. לעומת זאת, בנקודה כה מרוחקת כמו זו של וב, הטלסקופ כבר איננו סובל מהאור שמפיץ כדור הארץ, ובנוסף יש לו מגן חום שמבודד אותו מקרינת השמש – ומסתיר אותו גם מכדור הארץ. כך יש לו אפשרות לצפות בכל השמיים כל הזמן, בניגוד להאבל שרק בחלק מהזמן יכול לראות את השמיים וגם רגיש יותר לזיהום אור שמגיע מכדור הארץ. למעשה, במקרה של האבל חצי מהשמיים שלו מלאים בכדור הארץ".
חיסכון בדלק חללי
כדי להבין טוב יותר למה נבחרה דווקא הנקודה המסוימת הזו – אי שם בחלל – כמעונו של ג'יימס וב, יש להסביר את המונח "לגראנז' L2". בעברית לגראנז' פירושה "נקודת שיווי משקל בכבידה" שבה מתקיים איזון בכוחות המשיכה. בין שני גופים גדולים המפעילים כוח משיכה, כדוגמת השמש וכדור הארץ, מצויות חמש נקודות לגראנז'. בנקודות אלו, גוף זעיר יחסית בחלל כמו הטלסקופ הזה, יוכל להישאר יציב לאורך שנים גם ללא בזבוז דלק חללי יקר על הפעלת מנועו. כשמדובר על השמש ועל כדור הארץ, שתיים מחמש נקודות הלגראנז' מצויות קרוב לכדור באופן יחסי – L1 ו-L2. הן ממוקמות "רק" מיליון וחצי קילומטרים מאיתנו. L1 ממוקמת בין כדור הארץ ובין השמש, ואילו L2 ממוקמת מיליון וחצי קילומטרים מאיתנו והלאה בכיוון הנגדי, המרוחק מהשמש. פרופ' ונדל מסביר מדוע נבחרה דווקא הנקודה המרוחקת מהשמש, שבה – יש לציין – כבר ממוקמים כמה גופים שנשלחו לשם היישר מכדור הארץ, כדוגמת לוויין המחקר WMAP ששוגר ב־2001, והטלסקופים הרשל ופלאנק, ששוגרו ב־2009 ואינם פעילים עוד.
"בנקודת האיזון הזו, הטלסקופ מקיף רק את השמש ולא את כדור הארץ", אומר ונדל. "אילו היו ממקמים את הטלסקופ בנקודה הקרובה יותר לשמש, L1, הייתה נוצרת הפרעת אור משני כיוונים, הן מהשמש והן מהאור החוזר מכדור הארץ. ב־L2 המגן של הטלסקופ מסתיר הן את כדור הארץ והן את השמש, ומאפשר לו לתצפת למלוא רוחב השמיים".
הטלסקופ וב, מסביר ונדל, יתצפת כמעט עד קצה האופק האפשרי, למרחק של 13.5 מיליארד שנות אור. זאת, בעוד היקום הוא בסך הכול בן 13.8 מיליארד שנים, שבהן הספיק להתפשט "רק" עד למרחק של 13.8 מיליארד שנות אור. למרחקים האדירים והבלתי נתפסים הללו, שמהם כבר לא תמיד מגיעים עד אלינו גלי אור אלא רק גלים ארוכים יותר, יצפה וב כאמור באמצעות קליטת גלי אינפרא אדום. "לצפות למרחק של 13 מיליארד וחצי שנות אור פירושו מבט אל העבר כמעט עד ראשית היקום, אל הזמן שבו נוצרו הכוכבים הראשונים. אף טלסקופ אחר לא היה מסוגל לצפות בהם מכיוון שהקרינה מהם חלשה מאוד, אבל וב יוכל".
מראה בציפוי של זהב
מטרה נוספת של וב, מעניינת לא פחות, תהיה לנסות לאתר חיים תרבותיים מחוץ לכדור הארץ. משקלו של הטלסקופ בעת השיגור היה יותר משישה טון ואורכו מגיע ל־21 מטרים. כדי לאפשר פריסה מדויקת של הטלסקופ ולמנוע השפעות ועיוותים בשל הקור הגדול נבנה הטלסקופ מבסיס של בריליום, שהוא החומר היחיד, כך נראה, שלא מושפע מהקור העז שבו הוא עתיד לפעול. המראה גם מצופה בשכבה דקיקה של זהב, לא כדי לפאר אותה – כי מי כבר יצפה בה בחור שאליו היא משוגרת – אלא בזכות הצטיינותה של המתכת בשיקוף האור האינפרא אדום בטווח התדרים הדרוש. מדובר במראה הגדולה בהרבה מכל רכב חלל בלתי מאויש שנשלח אי פעם לחלל. היא בנויה מ־18 חלקים בצורת משושים, וזאת כדי שתוכל לשהות מקופלת בתוך הטיל עד הגעתה אל היעד ולהיפרס שם.
18 חתיכות בריליום לוטשו שוב ושוב בדיוק ננומטרי. כל חתיכה החלה במשקל של 210 קילוגרם, וסיימה אחרי הליטוש במשקל 21 ק"ג. המשושים הללו עתידים להתחבר זה לזה בדיוק של אחד מעשרת אלפים מעובי שערת אדם, לידי מראה ענקית. התוצאה תהיה גוף קשיח מאוד, עד כדי כך שלא ניתן יהיה לכופף אותו ביותר ממידה זעירה. המראה תחזיר את האור למכשור מרכזי ומשם יישלחו התמונות, כולל תמונות האינפרא אדום, לכדור הארץ. הריחוק מן האור של כדור הארץ, הקור העז של הסביבה, הדיוק של הליטוש והמכשור המגוון אמורים לפתוח עולם חדש של הסתכלות על היקום. ב־2017 פורסמה רשימה של מעל 2,100 מטרות לצפייה באמצעות טלסקופ החלל. לווב, אין ספק, תהיה הרבה עבודה.
אבל יש גם בעיות. בניגוד להאבל, הקרוב־יחסית, שאליו הוקפצו שיפוצניקים אנושיים לאורך השנים לא פחות מחמש פעמים – פעם אחת אפילו כדי לכוון מחדש את המראה הראשית שלו – וב יצטרך להסתמך רק על עצמו. הטלסקופ החדש לא יוכל לעבור שיפוץ מטבע הדברים אם וכאשר יזדקק לכך – וזאת בשל המרחק העצום שלו מכדור הארץ. זו הסיבה לדחיות החוזרות שוב ושוב בשיגורו, שהרי במקרה הזה אין מקום לאפשר כל תקלה בלתי מתוכננת. ימים יגידו אם המאמץ האנושי הבלתי נתפס הזה אכן יביא לתוצאות המקוות.
לידים:
עד לשיגורו של וב, טלסקופ החלל המרכזי שעמד לרשות האנושות הוא "האבל". ההבדל בין האבל לווב הוא כהבדל בין סוסיתא לטסלה. האבלף אשר שוגר לחלל ב־1990, ממוקם בגובה של 589 קילומטרים בלבד מעל פני הקרקע, זאת לעומת מיליון וחצי קילומטרים אצל וב. המראה של האבל היא בגודל של 2.4 מטרים בלבד, ואילו זו של וב גדולה ממנה פי שלושה. כושר איסוף האור של וב גדול פי שבעה משל האבל, וגם המכשור שלו מתקדם בהרבה
פרופ' עמרי ונדל, המכון לפיזיקה באוניברסיטה העברית: "כדור הארץ מפיץ המון אור טבעי שחוזר מהשמש ומפריע לפעילות הטלסקופ. מי שיימצא על הירח, למשל, יראה את כדור הארץ בהיר בהרבה מכפי שהירח נראה מכדור הארץ. האור החוזר מפריע לטלסקופ. לעומת זאת, בנקודה כה מרוחקת כמו זו של וב, הטלסקופ כבר איננו סובל מהאור שמפיץ כדור הארץ, ובנוסף יש לו מגן חום שמבודד אותו מקרינת השמש"
בין שני גופים גדולים המפעילים כוח משיכה, כדוגמת השמש וכדור הארץ, מצויות חמש נקודות לגראנז'. בנקודות אלו, גוף זעיר יחסית בחלל כמו הטלסקופ הזה, יוכל להישאר יציב לאורך שנים גם ללא בזבוז דלק חללי יקר על הפעלת מנועו
המראה בטלסקופ גדולה בהרבה מכל רכב חלל בלתי מאויש שנשלח אי פעם לחלל. היא בנויה מ־18 חלקים בצורת משושים, וזאת כדי שתוכל לשהות מקופלת בתוך הטיל עד הגעתה אל היעד ולהיפרס שם
