Il James Webb è finalmente arrivato a destinazione. Il suo viaggio è quindi concluso, ma non certo la sua preparazione alle attività scientifiche, che inizieranno solamente fra cinque mesi. Oggi, alle 20:00 gli ingegneri della NASA hanno però avviato l’ultima delle grandi manovre che il telescopio eseguirà durante la sua vita, concludendo un viaggio di 29 giorni fra i più emozionanti e rischiosi mai tentati da un telescopio spaziale. Per entrare in orbita attorno al punto lagrangiano L2 il James Webb ha eseguito la sua terza manovra correttiva, chiamata mid-course correction burns – MCC. La manovra è durata 297 secondi e ha aggiunto “solamente” 1.6 m/s alla velocità del Webb.
Il punto L2 si trova a circa 1.5 milioni di km dalla Terra, in direzione opposta al Sole. I punti di Lagrange sono precise posizioni presenti nello spazio dove le forze agenti sul corpo di massa minore di un sistema di tre corpi, si bilanciano, creando condizioni di equilibrio più o meno stabili. Nel sistema Sole-Terra i punti in questione sono 5 e si identificano in “L1, L2, L3, L4, L5”. I primi tre sono situati sulla congiungente dei due corpi dalla massa maggiore, mentre gli ultimi due ruotano assieme al secondo corpo meno massivo con rispettivamente un anticipo e un ritardo di fase di 60°.
Nonostante L2 sia però un punto di equilibro del campo gravitazionale, il telescopio non stazionerà in quella posizione ma ci orbiterà attorno. La distanza dal fuoco dell’orbita, che sarà quindi il punto L2, varierà da 250 mila km a 832 mila km, con un periodo di circa sei mesi. Questa particolare orbita è stata ottenuta per mantenere stabile il telescopio, e allo stesso tempo ottenere i vantaggi di trovarsi in prossimità del punto lagrangiano L2. Esso è infatti un punto sì di equilibro, ma piuttosto instabile.
Per mantenere la sua orbita il telescopio dovrà quindi accendere periodicamente i suoi motori, per eseguire delle manovre di mantenimento. Esse saranno eseguite ogni 21 giorni. Per questo motivo il carburante a bordo rappresenta uno dei motivi principali per cui ci si aspettava una durata della missione di circa 10 anni. Finito il propellente il Webb non sarebbe più in grado di mantenere stabile la sua orbita, con conseguenze sulle attività scientifiche. Grazie alla precisione del lancio effettuato il 25 dicembre con il vettore Ariane V, il Webb è però riuscito a risparmiare già ore del propellente, il che ne ha allungato la vita stimata ben oltre i 10 anni.
Il lancio del vettore Ariane V è infatti stato molto preciso, ma questo non vuol dire molto “potente”. Se il razzo avesse impresso troppa velocità al telescopio, esso avrebbe superato il punto L2 oppure sarebbe servito più carburante per frenare una volta arrivato. Se ne avesse impressa troppo poca il Webb avrebbe dovuto accelerare ancora di più con i suoi motori.
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Orbitare intorno al punto L2 con questa ampiezza (da 250 mila km a 832 mila km) non è quindi una cosa obbligatoria, ma una scelta ben determinata. Avere un’orbita grande presenta degli svantaggi, come le comunicazioni con la Terra più difficili, o la possibilità che la luce solare colpisca gli specchi. Allo stesso tempo però, il Webb non può rimanere nel cono d’ombra della Terra, dato che è alimentato proprio da pannelli solari. Avere un’orbita così grande permette inoltre un risparmio di propellente, il che ancora una volta, ne allunga la vita operativa.
Ma perché è stato scelto proprio il punto lagrangiano L2? Come scritto poco sopra, l’orbita particolare del telescopio permetterà di mantenere il Sole, la Terra e la Luna sempre alle “spalle” degli specchi. In questo modo i tre corpi celesti non influenzeranno le osservazioni, che per il Webb saranno principalmente nell’infrarosso. Il punto L2 inoltre, rispetto ad altre zone dello spazio, è il luogo ideale per posizionare sonde e telescopi per quanto riguarda le comunicazioni. Il Webb, in questa posizione, sarà costantemente collegato al Deep Space Network della NASA.
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