Hvordan Webb-teleskopet i sidste ende kunne hjælpe med at beskytte Jorden

James Webb Space Telescope, det mest komplekse og dyre rumlaboratorium, der nogensinde er skabt, er mindre end to uger væk fra sin ultimative destination en million miles fra Jorden. Når den ankommer, sender den information om dele af rum og tid, der aldrig er set før. Det vil også sende tidligere uopnåelige oplysninger om dele af vores eget solsystem.

UC Riverside astrofysiker Stephen Kanes gruppe vil bruge teleskopet til at lede efter planeter som Venus i andre dele af galaksen. Udover at arbejde med Webb-missionen slutter Kane sig også til NASA på missioner til Venus, der forventes at blive lanceret efter 2028. Her nedbryder han nogle unikke aspekter af Webb, forklarer, hvordan de separate Venus-projekter krydser hinanden, og hvordan begge kan gavne Jorden .

Sp:Webb-teleskopet kostede 10 milliarder dollars. Hvad bidrog til omkostningerne, og hvad adskiller det fra andre teleskoper?

A:Webb beskrives ofte som en efterfølger til NASA's Hubble-rumteleskop, som er bemærkelsesværdigt stadig i gang. Det blev lanceret i begyndelsen af ​​90'erne og er langt over sin udløbsdato - det var aldrig meningen, at det skulle holde så længe. Dets primære spejl er lige under 8 fod i diameter. Webbs spejl er mere end 21 fod på tværs. Det er meget større. Men der er et par andre vigtige forskelle.

Hubble kredser om Jorden, og det er der en fordel ved. Vi kan og har tilgået det for at rette det, når noget går galt. Men ulempen er, at Jorden kommer i vejen for sine observationer og kan begrænse noget af den videnskab, den kan udføre. I modsætning hertil er Webb på vej til Lagrange-punktet, et sted i rummet, hvor Jorden og solens tyngdekraft ophæver, så den kan forblive i en stabil bane. Det sted er omkring en million miles fra Jorden. Derfra, når den kredser om solen, kan den pege hvor som helst i rummet, uden at Jorden kommer i vejen.

Derudover opererer Hubble primært ved optiske bølgelængder, dem vi kan se med det menneskelige øje. Webb er primært designet til at "se" infrarødt lys med ekstrem følsomhed. Dette vil hjælpe os med at opdage en række ting, inklusive stjerner og planeter, der netop er ved at dannes og endnu ikke ellers er synlige.

Sp:Hvordan vil du bruge Webbs teknologi til at hjælpe dig med at forstå mere om Venus? Og hvorfor studerer du Venus?

A:Venus kunne beskrives som et løbsk drivhushelvedelandskab. Den har overfladetemperaturer på op til 800 grader Fahrenheit, ingen vand og flyder i en rede af svovlsyreskyer. I mit arbejde forsøger jeg at besvare to spørgsmål:1) hvordan kom Venus til at være, som den er? og 2) hvor almindeligt forekommer denne helvedes tilstand andre steder?

Vores separate mission til Venus handler om at besvare det tidligere spørgsmål. Det handler om at studere selve Venus. Vores arbejde med Webb handler om sidstnævnte – er der andre Venuser? Vi vil bruge Webb til at måle atmosfæren på exoplaneter - planeter omkring andre stjerner end vores sol - og forsøge at bestemme, om de er mere som Jorden eller Venus. Specifikt vil Webb hjælpe os med at lede efter kuldioxid og andre gasser, der kunne indikere løbske drivhusstater.

Vi skal lave disse målinger på planeter, hvor vi allerede ved, hvor lang tid det tager dem at kredse om deres stjerner, hvor tæt de er på deres stjerner, deres størrelse og deres masse. Men vi ved ikke meget om deres atmosfærer, eller om de er i Venus-lignende tilstande. Webb kan fortælle os dette. Og det vil hjælpe os med at se, om Venus skæbne er en fælles skæbne eller ej.

Sp:Drivhusgasser forårsager ødelæggende ændringer i klimaet her på Jorden. Kan Venus-videnskaben hjælpe med at løse denne planets problemer?

A:Uanset hvad der skete med Venus var gennem ikke-menneskelige processer, men effekten er meget ens. Venus er en forsmag på Jordens fremtid. At forstå, hvordan løbske drivhusgasser virker, kan fortælle os, hvordan vi kan forhindre den fremtid.

Vi ved, at klimaforandringerne er reelle, at temperaturerne stiger. Men der er stor variation i forudsigelser om 50 eller 100 år, fordi der er grænser for, hvor meget vi ved om, hvordan planetariske processer påvirker hinanden.

Vulkanudgasning, havstrømme, luftstrømme - der er så mange brikker i et komplekst puslespil, og vi forsøger at bestemme vores skæbne udelukkende baseret på data fra Jorden. Vi har brug for en anden kilde til data, hvor tingene allerede er gået galt, og det er Venus.

Det er muligt, at Venus altid kunne have været i sin nuværende tilstand, men det tror vi ikke. Vi tror, ​​at den kunne have haft vand i fortiden, fordi den roterer langsomt, hvilket kunne tillade skyer at dannes og afkøle overfladen nok til at få vand. Det er en af ​​grundene til, at vi går tilbage for at se geologien på overfladen og få spor om dens oprindelse.

Jeg forklarer ofte forholdet mellem Venus og Jorden på denne måde:det er som om vi bor i en hyggelig by. Der er en nærliggende by, der på et tidspunkt brændte ned til grunden, og vi ved ikke hvorfor. Hvis det ser ud til, at den by var nøjagtig den samme som vores, kan vi ikke ignorere det. Der er et rigtig vigtigt budskab derinde om, hvordan vi bedre kan passe på, hvor vi bor.