[{"text_idx": "#000001", "text": "La vojag\u0302o de James Webb"}, {"text_idx": "#000002", "text": "Kio estas Kosmoteleskopo James Webb ?Post multaj jaroj da prokrasto kaj unu monaton da vojag\u0302ado, Kosmoteleskopo James Webb atingis g\u0302ian orbiton c\u0302irkau\u0306 punkto de Lagrange, 1,5 milionoj da kilometroj for de la Tero. Estis granda spektaklo kiu rezultis je multaj horoj de maltrafita dormo por c\u0302iuj kiuj estas envolvitaj, kaj entuziasmuloj. Ne estis nur la vojag\u0302o kiu estis risko. Kun spegula diametro de 6,5 m g\u0302i estas multe tro granda por la haveblaj raketoj. Pro tio, g\u0302ia spegulo konsistas el pluraj partoj, kiuj povas faldig\u0302i, same kiel la anteno, sunpaneloj kaj la suns\u0302irmilo. Nun ke la teleskopo estas en la kosmo, parto post parto estis faldita eksteren kiel origamia projekto. Bedau\u0306rinde tio ne signifas ke g\u0302i pretas por la fotado. Estas ankorau\u0306 du gravaj taskoj, kiuj dau\u0306ros c\u0302irkau\u0306 duonjaron. Unue, gravas ke la teleskopo malvarmig\u0302u, c\u0302ar g\u0302ia varmo kau\u0306zas bruon en la bildoj. Por tio oni simple atendu longan tempon, dum la teleskopo sendas la varmon al la kosmo. La suns\u0302irmilo intertempe certigas ke la teleskopo ne varmig\u0302u de la Suno. Tio estas malfacila tasko, c\u0302ar la temperatura diferenco inter la du flankoj de la s\u0302irmilo estos pli ol 300\u00b0C. Due, la bildoj devas esti akraj. Por garantii tion, la malsamaj segmentoj de la spegulo enhavas meh\u0302anismojn por iomete s\u0302ang\u0302i sian pozicion kaj formon. Estas iomete kiel la lenso en homa okulo, kiu s\u0302ang\u0302as sian formon per muskoloj. Per kompleksaj kalkuloj, oni povas eltrovi kiel ekzakte la speguloj devas s\u0302ang\u0302ig\u0302i por igi la bildon maksimume akra. Tiel la granda teleskopo povos vidi ec\u0302 pli da detaloj ol siaj antau\u0306uloj. En c\u0302i tiu artikolo troveblas pli pri la speciala orbito de la teleskopo kaj kial g\u0302i necesas por la misio."}, {"text_idx": "#000003", "text": "La pozicio de James Webb (L2) kompare al la Tero kaj Luno. La Suno estas pli longe for en la vera sunsistemo."}, {"text_idx": "#000004", "text": "Mallonga historio de gravitoEn la 18a jarcento, Leonhard Euler kaj Joseph-Louis Lagrange matematike pruvis la ekziston de kvin specialaj punktoj c\u0302irkau\u0306 la orbitoj de planedoj. En la tiel nomataj \u201dpunktoj de Lagrange\u201d, objekto restas en la sama loko relative al la Suno kaj planedo. Estis kvazau\u0306 ili trovis insulojn en konstante fluanta maro. Iliaj matematikaj pruvoj estis konfirmitaj kiam homoj trovis asteroidojn en la punktoj de Lagrange c\u0302irkau\u0306 la orbito de Jupitero, kaj poste kiam oni fiksis satelitojn c\u0302irkau\u0306 la Tero kaj la Luno. La ekzaktaj matematikaj esprimoj kiujn oni uzas por trovi punktojn de Lagrange estas tro detalaj por simpla blogafis\u0302o, sed la baza fenomeno estas intuicie komprenebla."}, {"text_idx": "#000005", "text": "Unu el la unuaj modernaj priskriboj de orbitoj en la sunsistemo venis de Johannes Kepler. Surbaze de precizaj observoj, li kreis matematikajn leg\u0302ojn, kiuj priskribas la konduton de planedoj. Lau\u0306 liaj leg\u0302oj, orbitoj estas elipsoj, kaj la periodo (la tempo kiun la objekto bezonas por unu rondiro) dependas de la averag\u0302a distanco al la Suno. Lia modelo de la Sunsistemo estis multe pli bona ol tiuj de liaj antau\u0306uloj, sed g\u0302i ne estis kompleta. Mankis gravita forto en g\u0302i."}, {"text_idx": "#000006", "text": "C\u0302i tiu bildo montras kiel fore ligita la periodo de planeda orbito estas ligita al la distanco al la Suno. Bildo de Cmglee ("}, {"text_idx": "#000007", "text": "Pli bona modelo estis tiu de Isaac Newton. Li ne malkovris graviton, sed liaj antau\u0306uloj pensis ke la efikoj de gravito ekzistas nur sub la Luno. Per siaj pli universalaj leg\u0302oj, Newton montris ke gravito ekzistas ankau\u0306 ekster la Tero kaj ke g\u0302i fakte estas la kau\u0306zo de planedaj orbitoj. Tiun ideon montras la fakto ke oni povas matematike pruvi la leg\u0302ojn de Kepler pere de la leg\u0302oj de Newton, ec\u0302 sen astronomiaj observoj. La modelo de Newton restis la plej preciza priskribo de gravito g\u0302is la 20a jarcento, kiam Albert Einstein publikigis sian teorion de relativeco. Malgrau\u0306 tio, la modelo de Newton estas dau\u0306re sufic\u0302e preciza por preskau\u0306 c\u0302iuj aplikoj. G\u0302i estas ankau\u0306 matematike pli simpla, do g\u0302i estos uzata por la resto de c\u0302i tiu afis\u0302o."}, {"text_idx": "#000008", "text": "Lau\u0306 Newton, gravito estas forto kiu akcelas objektojn kun maso. La forto dependas de la masoj de la objektoj kaj la distanco inter ili. Se la maso de la Suno duoblig\u0302us, ankau\u0306 la forto inter g\u0302i kaj planedo duoblig\u0302us. La rilato inter la distanco kaj la forto estas inverse kvadrata. Tio signifas ke la forto kvaroblig\u0302as kiam la distanco duonig\u0302as."}, {"text_idx": "#000009", "text": "Planedo en preskau\u0306 cirkla orbito aspektas kvazau\u0306 g\u0302i ne akcelas. La rapido restas konstanta, do kion faras la gravita forto? Kio okazas estas ke la gravita forto ne s\u0302ang\u0302as la rapidon de la objekto, sed la direkton. Imagu ke vi svingas globon en cirklo per s\u0302nuro. Ec\u0302 se la rapido de la globo restas konstanta, oni sentas ke oni bezonas forton por ne lasi g\u0302in forflugi. La sama okazas en la Sunsistemo. Planedoj forflugus en rekta linio se la gravito de la Suno ne tirus al ili."}, {"text_idx": "#000010", "text": "Same kiel atleto, la Suno bezonas forton por svingi objekton en konstanta cirkla orbito."}, {"text_idx": "#000011", "text": "Per la modelo de Newton oni povas relative facile solvi la tielnomatan \u201dduastran problemon\u201d. Tio estas problemo en kiu du astroj, ekzemple la Suno kaj la Tero, altiras unu la alian. Oni povas kalkuli ekzakte kiel la du objektoj movig\u0302as c\u0302irkau\u0306 punkto inter ili. La ekzakta pozicio de tiu punkto estas kalkulebla kiel iusenca averag\u0302o de la masoj. Oni esence balancigas la astrojn sur baskulo. En la kazo de la Tero, la masocentro trovig\u0302as ene de la Suno, do la Tero esence orbitas c\u0302irkau\u0306 la Suno. Sed Jupitero estas tiel granda kaj tiel longe for, ke la masocentro trovig\u0302as iomete ekster la Suno."}, {"text_idx": "#000012", "text": "Kiam oni aldonas trian objekton kiel asteroidon au\u0306 sateliton, oni devas solvi \u201dtriastran problemon\u201d. Je ajna momento, c\u0302iu objekto estas altirata de c\u0302iuj aliaj objektoj. Tio igas la matematikon pli kompleksa kaj ne solvebla per belaj ekvacioj. Oni bezonas kalkuli c\u0302iujn poziciojn kaj rapidojn de c\u0302iuj objektoj por c\u0302iu tempopas\u0302o, do tio praktike ne eblas sen fortaj komputiloj. Bons\u0302ance, oni povas plisimpligi la problemon. Se la tria objekto estas treege malgranda kompare al la aliaj du objektoj, g\u0302ia gravito estas apenau\u0306 rimarkebla. Oni povas agi kvazau\u0306 la tria objekto estas altirata de la aliaj objektoj, sed ne inverse. Tiukaze oni solvas duastran problemon denove. Euler kaj Lagrange faris ekzakte tion kaj trovis solvon longe antau\u0306 komputiloj aperis sursceneje."}, {"text_idx": "#000013", "text": "Kiel trovi punkton de LagrangeImagu ke vi estas objekto en cirkla orbito c\u0302irkau\u0306 la Suno. Uzante la leg\u0302ojn de Newton au\u0306 Kepler eblas kalkuli ke via rapido dependas de via distanco al la Suno. Oni povas kalkuli la necesan akcelon por specifa orbito ekzakte same kiel tiun de svingata globo. La sola diferenco inter atleto kaj la Sunsistemo estas ke la atleto povas s\u0302ang\u0302i sian tirforton, dum la gravito de la Suno estas rekte ligita al g\u0302ia maso. Tio signifas ke ankau\u0306 la periodo de planedo dependas de g\u0302ia distanco. La Tero bezonas tutan jaron por sia orbito c\u0302irkau\u0306 la Sunon, dum la pli proksima planedo Merkuro bezonas nur 88 tagojn. Alivorte, objekto ekster la orbito de la Tero kun la sama periodo ne povus ekzisti."}, {"text_idx": "#000014", "text": "La punktoj de Lagrange tamen ekzistas, pro tio ke oni ankau\u0306 konsideru la gravitan forton de la planedo. Objekto en punkto de Lagrange spertas forton de la Suno kaj planedo samtempe. Kiam tiuj fortoj estas paralelaj au\u0306 kontrau\u0306paralelaj, oni povas adicii kaj subtrahi ilin. Tiel oni povas trovi la unuajn tri punktojn de Lagrange."}, {"text_idx": "#000015", "text": "L1 trovig\u0302as inter la Suno kaj la Tero. Kutime objektoj kiuj proksimas al la Suno movig\u0302as pli rapide ol la Tero c\u0302ar ili spertas pli grandan gravitan forton, sed ne c\u0302i-foje. La gravito de la Tero iomete nuligas la gravitan forton de la Suno, kio malpliigas la totalan forton. En L1 ekzistas perfekta ekvilibro, kaj la objekto iras same rapide kiel la Tero. L2 trovig\u0302as malantau\u0306 la Tero. Tie, objektoj movig\u0302as malpli rapide ol la Tero, c\u0302ar ili spertas malpli grandan gravitan forton de la Suno. En L2, la aldona gravita forto de la Tero ekzakte sufic\u0302as por plirapidigi la objekton tiel, ke g\u0302i iras same rapide kiel la Tero. Laste estas L3, kiu trovig\u0302as ekzakte je la alia flanko de la Suno. Ankau\u0306 tie troveblas loko kie la fortoj ekvilibras. Oni povas trovi L4 kaj L5 per similaj argumentoj, sed ili ne estas en rekta linio kun la Tero kaj la Suno, kio igas la matematikon pli kompleksa."}, {"text_idx": "#000017", "text": "L2 ne estas tute stabila. Kiam oni trovig\u0302as en L2 kaj movas sin en la direkto de la Suno au\u0306 la Tero, iliaj gravitaj fortoj ne plu estas en ekvilibro, kio faras ke oni grade fors\u0302vebas. Tio signifas ke objekto kiel la James Webb aktive g\u0302ustigu sian orbiton, c\u0302ar la aliaj planedoj konstante masag\u0302as g\u0302in. En c\u0302iuj aliaj direktoj, L2 estas multe pli stabila. Oni povas kompreni la stabilecon de L2 kiel pilko sur malsamaj surfacoj. Se oni metas pilkon en duonsferan bovlon, gravito c\u0302iam tiras g\u0302in al la mezo de la bovlo, ec\u0302 se oni donas pus\u0302on al g\u0302i. Se oni anstatau\u0306e inversigas la bovlon kaj metas la pilkon sur g\u0302in, g\u0302i emas forruli en ajna direkto, se oni ne konstante pus\u0302as g\u0302in supren. L2 estas pli kiel selo. Se oni metas la pilkon ekzakte en la mezon, g\u0302i forrulos en unu el du direktoj, sed ne la aliaj."}, {"text_idx": "#000018", "text": "Ekzemplo de pilko sur selo. La pozicio de la pilko estas nur parte stabila, c\u0302ar g\u0302i povas forruli en du direktoj. Bildoj de Nicoguaro ("}, {"text_idx": "#000019", "text": "James Webb estas en nestabila orbito c\u0302irkau\u0306 punkto tuj antau\u0306 L2. Tio signifas ke g\u0302i iras c\u0302irkau\u0306 malplena punkto en la kosmo. Tiu speciala orbito povas ekzisti pro tio ke la teleskopo sentas la gravitan forton de la Tero en specifa angulo, kaj centrifugan forton eksteren (tiu lasta ne estas \u201cvera\u201d forto, sed rezulto de la turnig\u0302o). Oni povas simuli tion per pilko se oni svingas malrapide. La pilko rondiras c\u0302irkau\u0306 malplena punkto, sed tio eblas c\u0302ar oni tiras g\u0302in parte suben kaj flanken samtempe, dum alia forto (c\u0302i-kaze gravito, en la kazo de James Webb la centrifuga forto) tiras la pilkon for de la centro. Sed kial la teleskopo bezonus tiel strangan orbiton?"}, {"text_idx": "#000020", "text": "Kial James Webb estas en punkto de LagrangeOni ofte au\u0306das ke la James Webb estas la nova Hubble. Hubble observas jam dum pli ol 30 jaroj kaj ne havas senfinan vivon, sed James Webb ne anstatau\u0306igos g\u0302in. G\u0302i havas tute malsaman orbiton, malsamajn instrumentojn kaj malsamajn taskojn. Dum Hubble c\u0302efe observis videblan lumon, James Webb observos infrarug\u0302an radiadon. Surtere oni ofte uzas infrarug\u0302an radiadon por mezuri kiel varma io estas. Per infrarug\u0302a kamerao oni tuj vidas homojn au\u0306 bestojn, kiuj estas multe pli varmaj ol la c\u0302irkau\u0306aj\u0302oj. En la kosmo, infrarug\u0302a radiado estas utila c\u0302ar malsamaj materialoj ellasas au\u0306 tralasas malsamajn tipojn de radio, do la kosmo aspektas tute malsame en infrarug\u0302a radiado kompare al videbla lumo."}, {"text_idx": "#000021", "text": "Oni povas trovi varmajn bestojn per infrarug\u0302a kamerao, c\u0302ar ili elsendas malsaman \u201ckoloron\u201d de radiado. Bildo de Arno/Coen ("}, {"text_idx": "#000022", "text": "Kiam oni scias pri la historio de Hubble, meti teleskopon en punkto de Lagrange sonas kiel granda risko. En la unuaj semajnoj post la debuto de Hubble, oni rimarkis ke la bildoj ne estis akraj pro eraroj en la lenso. Objektoj kiuj devus esti punktoj aspektis kiel makuloj. Bons\u0302ance Hubble trovig\u0302as en orbito c\u0302irkau\u0306 la Tero malpli ol 600 km super la surfaco. Oni kalkulis la erarojn kaj kreis optikan instrumenton, kiu funkcius iomete kiel okulvitroj. Tri jarojn post la komenco de la misio, oni sendis la Kosmopramon (Space Shuttle) Endeavour al Hubble kaj dum 11 tagojn instalis novajn instrumentojn. Estis granda laboro, sed la teleskopo estis savita kaj povis ekrigardi la limojn de la kosmo. Post tio okazis kelkaj pliaj misioj al la teleskopo por aliaj plibonigoj."}, {"text_idx": "#000023", "text": "Hubble dum la unua misio por riparoj kaj plibonigoj. Bildo de Askeuhd ("}, {"text_idx": "#000024", "text": "Kun tiom da aferoj kiuj povas fus\u0302ig\u0302i, nur frenezulo sendus teleskopon al punkto de Lagrange. L2 estas c\u0302irkau\u0306 kvar fojojn tiel longe for kiel la Luno kaj oni ne povas sendi astronau\u0306tojn tien por riparoj. Malgrau\u0306 tio, James Webb ne estas la unua misio al punkto de Lagrange. Aliaj ekzemploj estas SOHO en L1 kaj Gaia en L2. Oni metas objektojn tiel longe for nur se la kondic\u0302oj estas pli tau\u0306gaj por la misio, kaj tio certe estas la kazo por James Webb. Pro tio ke varmaj objektoj elsendas multe da infrarug\u0302a radiado, la Suno, Tero kaj Luno kau\u0306zus tiom da bruo ke la teleskopo apenau\u0306 funkcius. En L2, la astroj estas pli longe for, sed ankau\u0306 c\u0302iam en la sama pozicio rilate al la teleskopo. La James Webb povas kovri c\u0302iujn tri per la sama s\u0302irmilo, kiu ne bezonas movig\u0302i kompare al la teleskopo mem. La sama argumento validas pri la anteno, kiun oni facile povas direkti al la Tero por konstanta kontakto."}, {"text_idx": "#000025", "text": "Ironie, la teleskopo ankau\u0306 dependas de la Suno, kiu estas la fonto de g\u0302ia energio. La varma flanko de la teleskopo havas sunpanelojn, kiuj bezonas kiel eble plej da lumo. Bedau\u0306rinde, la ombro de la Tero estas tre longa. Ec\u0302 en L2, la Tero ankorau\u0306 blokas grandan parton de la Suno. Nur per g\u0302ia larg\u0302a orbito c\u0302irkau\u0306 la L2 punkto oni povas garantii ke la teleskopo c\u0302iam rekte ricevas la saman kvanton de lumo, kio ebligas konstantan temperaturon kaj elektron."}, {"text_idx": "#000026", "text": "Sciante la planadon kiu necesis por c\u0302i tiu misio kaj kiom da aferoj povus fus\u0302ig\u0302i, oni ne povas ne ami la James Webb. G\u0302i estas tiel promesa ke la vicoj por uzi g\u0302in estas senfinaj. Kion g\u0302i malkovros ankorau\u0306 ne scieblas, sed klaras ke g\u0302ia ekzisto enplektig\u0302os en la tuta scienco de astronomio."}, {"text_idx": "#000027", "text": "3 pensoj pri \u201cLa vojag\u0302o de James Webb\u201d"}, {"text_idx": "#000028", "text": "U\u0306au\u0306! Tre interesa kaj klariga artikolo. Dankegon, Stivolemo!\nU\u0306au\u0306! Tre interesa kaj klariga artikolo. Dankegon, Scivolemo!\nBonega klarigo, tute precisa fizike, sen neniu formulo kaj nur kelkajn tre oportunajn bildojn! Gratulon! Eble en alia artikolo eble vi povus klarigi pli pri la tau\u0306geco de la infrarug\u0302a radiado. Dankon!"}, {"text_idx": "#000031", "text": "Bonega klarigo, tute precisa fizike, sen neniu formulo kaj nur kelkajn tre oportunajn bildojn! Gratulon! Eble en alia artikolo eble vi povus klarigi pli pri la tau\u0306geco de la infrarug\u0302a radiado. Dankon!"}, {"text_idx": "#000032", "text": "Entajpu viajn informojn sube au\u0306 alklaku piktogramon por ensaluti:"}, {"text_idx": "#000033", "text": "Vi komentas per via konto de ."}, {"text_idx": "#000034", "text": "Vi komentas per via konto de Twitter."}, {"text_idx": "#000041", "text": "Sekvu kun 99 aliaj sekvantoj\nAlready have a account? Log in now."}]