জেমস ওয়েব মহাকাশ দূরবীক্ষণ যন্ত্র

ওয়েবের মূল দুইটি বৈজ্ঞানিক লক্ষ্য হল ছায়াপথের জন্ম ও বিবর্তন এবং নক্ষত্র ও গ্রহসমূহের সৃষ্টি সংক্রান্ত গবেষণা। এটি জ্যোতির্বিজ্ঞান ও বিশ্বতত্ত্বের সমগ্র ক্ষেত্রজুড়ে বহু বিভিন্ন ধরনের গবেষণার দ্বার উন্মোচন করবে। এটির সাহায্যে পৃথিবী থেকে সবচেয়ে বেশি দূরে মহাবিশ্বে বিরাজমান বস্তু ও সংঘটিত ঘটনাগুলি পর্যবেক্ষণ করা সম্ভব হবে। যেমন এটির দ্বারা ধারণকৃত অবলোহিত বিকিরণ চিত্রণের মাধ্যমে আজ থেকে ১৩৫০ কোটি বছরেরও আগে (মহাবিস্ফোরণের প্রায় ১০ থেকে ২০ কোটি বছর পরে) মহাবিশ্বের প্রথম ছায়াপথ ও আদ্যনক্ষত্রগুলি কীভাবে রূপলাভ করেছিল, তা জানা যাবে। এছাড়া মানুষের বসবাসযোগ্য সম্ভাব্য বহির্গ্রহগুলির আবহমণ্ডলের বিস্তারিত খুঁটিনাটি চরিত্রায়নও সম্ভব হবে। উপরন্তু, এটি সৌরজগতের অন্যান্য গ্রহ, উপগ্রহ ও খ-বস্তুগুলির অনেক বেশী খুঁটিনাটি দেখতে সক্ষম হবে।

ওয়েবের আলোকীয় দূরবীক্ষণ যন্ত্র উপাদানটি তিনটি দর্পণের সমবায়ে গঠিত। প্রথম দর্পণটি ১৮টি ষড়ভুজাকৃতি দর্পণখণ্ডের সমবায়ে নির্মিত। প্রতিটি দর্পণখণ্ডের ব্যাস ১.৩ মিটার এবং এগুলি অত্যন্ত পাতলা (মাত্র ১০০ ন্যানোমিটার পুরু) সোনার প্রলেপ লাগানো বেরিলিয়াম ধাতু দিয়ে তৈরি। সোনা অবলোহিত বিকিরণের জন্য একটি অতি-উৎকৃষ্ট প্রতিফলক এবং রাসায়নিকভাবে তুলনামূলকভাবে নিষ্ক্রিয়। অন্যদিকে বেরিলিয়াম হালকা কিন্তু শক্ত ও অত্যন্ত নিম্ন তাপমাত্রাতেও সংকুচিত না হয়ে আকৃতি ধরে রাখতে পারে। দর্পণখণ্ডগুলি একত্রে মিলে একটি বৃহৎ ৬.৫ মিটার ব্যাসবিশিষ্ট মৌচাকের মতো দেখতে প্রায় ষড়ভুজাকৃতি একটি প্রাথমিক দর্পণ গঠন করবে, যার ক্ষেত্রফল হাবল দূরবীক্ষণ যন্ত্রের ২.৪ মিটার ব্যাসবিশিষ্ট দর্পণটির ক্ষেত্রফলের তুলনায় ৬ গুণেরও বেশি বড়। প্রাথমিক বৃহত্তর অবতল দর্পণটি আলোকরশ্মিগুলি প্রতিফলিত করে অপেক্ষাকৃত ছোট (০.৭৪ মিটার ব্যাসবিশিষ্ট) ও সামান্য বিষমকেন্দ্রিক একটি দ্বিতীয় উত্তল দর্পণে ফেলবে, যেখানে সেগুলি প্রতিফলিত হয়ে একটি তৃতীয় বিষমকেন্দ্রিকতা-দূরকারী দর্পণের উপর পড়ে আলোক-সংবেদী উপকরণের ভেতরে প্রবেশ করবে। যেখানে হাবলকে নিকট-অতিবেগুনি, দৃশ্যমান আলো ও নিকট-অবলোহিত বিকিরণ (০.১ থেকে ১ মাইক্রোমিটার তরঙ্গদৈর্ঘ্যবিশিষ্ট) বর্ণালী পর্যবেক্ষণ করার জন্য তৈরি করা হয়েছিল, তার বিপরীতে ওয়েব অপেক্ষাকৃত নিম্নতর কম্পাঙ্কের পরিসীমার বিকিরণ পর্যবেক্ষণ করবে, যার মধ্যে দীর্ঘ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের দৃশ্যমান কমলা আলো থেকে শুরু করে মধ্য-অবলোহিত তরঙ্গগুলি অন্তর্ভুক্ত (০.৬-২৮.৩ মাইক্রোমিটার তরঙ্গদৈর্ঘ্যবিশিষ্ট)। ফলে এটি একই সাথে হাবল মহাকাশ দূরবীক্ষণ যন্ত্র ও স্পিটজার মহাকাশ দূরবীক্ষণ যন্ত্রের (একটি ০.৮৫ মিটার ব্যাসের অবলোহিত দূরবীক্ষণ যন্ত্র) ভবিষ্যত উত্তরসূরী। অত্যধিক প্রাচীন ও অত্যধিক দূরে অবস্থিত আদ্যনক্ষত্র ও আদি ছায়াপথগুলি থেকে আগত রশ্মিগুলি দৃশ্যমান আলো নয়, বরং অদৃশ্য অবলোহিত রশ্মির (এক ধরনের তাপরশ্মি) আকারে আমাদের কাছে পৌঁছায়। অবলোহিত তরঙ্গগুলি গ্যাস ও ধূলিমেঘের ভেতর দিয়ে সহজেই অতিক্রম করে, যেগুলি ভূপৃষ্ঠস্থিত দূরবীক্ষণ যন্ত্র কিংবা হাবল দূরবীক্ষণ যন্ত্রের সাহায্যে এ পর্যন্ত স্পষ্ট করে পর্যবেক্ষণ করা সম্ভব হয়নি। কিন্তু অবলোহিত দূরবীক্ষণ যন্ত্র বিধায় ওয়েব এইসব উচ্চ লোহিত সরণবিশিষ্ট বস্তুসমূহ অতি উচ্চমাত্রার বিভেদনক্ষমতা ও সংবেদনশীলতা বজায় রেখে পর্যবেক্ষণ করতে পারবে, যা আগে কখনও সম্ভব হয়নি। এ ব্যাপারটির সাথে রঞ্জনরশ্মির মাধ্যমে মানবদেহের অভ্যন্তরীণ অঙ্গগুলি দর্শনের মিল আছে।^{[১০][১১]}

সঠিকভাবে কাজ করার জন্য ওয়েবের দুইটি দর্পণ ও অন্যান্য তাপ-সংবেদনশীল অংশগুলিকে অত্যন্ত শীতল অবস্থায় রাখতে হবে এবং যে অতিসূক্ষ্ম, দুর্বল সংকেতগুলি গ্রহণের জন্য এটিকে প্রস্তুত করা হয়েছে, সেই সংকেতগুলিকে বিনষ্টকারী সৌরজগতের অন্যান্য বস্তুর (মূলত সূর্য, পৃথিবী, চাঁদ এমনকি দূরবীক্ষণ যন্ত্রটির নিজস্ব উত্তাপ) আলোকীয় ও তাপীয় বিকিরণের কারণে সৃষ্ট অনাকাঙ্খিত ব্যতিচার থেকে এটিকে সুরক্ষিত রাখতে হবে। এ কারণে প্রথমত এটিকে পৃথিবী থেকে বহুদূরে, পৃথিবী থেকে চাঁদের দূরত্বেরও প্রায় ৪ গুণ দূরে, প্রায় ১৫ লক্ষ কিলোমিটার দূরত্বে, দ্বিতীয় লাগ্রঁজীয় বিন্দুতে মোতায়েন করা হবে।^[১২] তুলনায় হাবল দূরবীক্ষণ যন্ত্রটি পৃথিবী থেকে মাত্র ৫৫০ কিলোমিটার দূরে অবস্থিত। দ্বিতীয়ত, যন্ত্রটিকে সূর্যের তাপ থেকে সুরক্ষা প্রদানের জন্য ৩০০ বর্গমিটার (৩২৩১ বর্গফুট) ক্ষেত্রফলের একটি সৌরঢাল মোতায়েন করা হবে। সৌরঢালটি সিলিকন ও অ্যালুমিনিয়ামে আবৃত পাঁচটি তাপ-অন্তরক ক্যাপটন পাত (বিশেষ ধরনের পলিথিনের মতো পাতলা পলিইমাইড ঝিল্লি) দিয়ে নির্মিত। সৌরঢালের উত্তপ্ত পার্শ্বটির তাপমাত্রা ক্ষেত্রবিশেষে ৮৫ ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত উঠতে পারে। কিন্তু এটির শীতল পার্শ্বে মূল ও গৌণ দর্পণ ও অন্যান্য যন্ত্রাংশগুলির তাপমাত্রা ৫০ কেলভিনের (শূন্যের নিচে ২২৩ ডিগ্রি সেলসিয়াস) নিচে থাকবে।^[১৩] দর্পণ (ও তার পশ্চাৎফলক) ও সৌরঢালটি ব্যতীত ওয়েবে আরও আছে একটি সমন্বিত বৈজ্ঞানিক উপকরণ উপাংশ, যাতে চারটি বৈজ্ঞানিক উপকরণ রয়েছে; এগুলি হল মধ্য-অবলোহিত উপকরণ, নিকট-অবলোহিত বর্ণালীলেখ যন্ত্র, নিকট-অবলোহিত চিত্রগ্রাহক, সূক্ষ্ম চালনা সুবেদী গ্রাহক/নিকট-অবলোহিত চিত্রক ও গরাদহীন বর্ণালীলেখ যন্ত্র। মহাকাশযান-বাস নামক আরেকটি অংশ বৈদ্যুতিক শক্তি, উচ্চতা নিয়ন্ত্রণ, যোগাযোগ, আদেশ ও উপাত্ত সামাল, প্রচালন ও তাপীয় নিয়ন্ত্রণের কাজগুলির প্রতিটির জন্য পৃথক ৬টি উপব্যবস্থা ধারণ করে আছে। এছাড়া পৃথিবীতে বৈজ্ঞানিক উপাত্ত প্রেরণের জন্য ও আদেশ গ্রহণের জন্য পৃথিবীর দিকে মুখ করে একটি শুঙ্গ (অ্যান্টেনা) এবং সূর্যের আলো থেকে বিদ্যুৎশক্তি উৎপাদনের জন্য সূর্যের দিকে মুখ করে এক সারি সৌরবিদ্যুৎকোষ রয়েছে। নির্দিষ্ট নক্ষত্র অঞ্চলের দিকে তাক করার জন্য কিছু ক্ষুদ্রাকায় দূরবীক্ষণ যন্ত্রও আছে, যেগুলিকে নক্ষত্র সন্ধানী নাম দেওয়া হয়েছে। ওয়েবের সমগ্র দূরবীক্ষণ যন্ত্রটির ভর প্রায় ৬ মেট্রিক টন, যা হাবলের ভরের (প্রায় ১২ মেট্রিক টন) প্রায় অর্ধেক।

দূরবীক্ষণ যন্ত্রটির দর্পণ, সৌরঢাল ও অন্যান্য বেশ কিছু অংশ ভাঁজ করে রকেটের নাসাশঙ্কুতে রেখে উৎক্ষেপণ করা হয়েছে এবং যন্ত্রটির এক মাস দৈর্ঘ্যের যাত্রাকালীন সময়ে একে একে সেগুলির ভাঁজ খুলে মেলে ধরা হবে। সম্পূর্ণ মোতায়েনকৃত অবস্থায় ২য় লাগ্রঁজ বিন্দুতে পৌঁছানোর পরে শুরু হবে দায়িত্ব অর্পণ ধাপ; এই ধাপে মূল দর্পণের প্রতিটি খণ্ডকে এক সমতলে নিয়ে আসা হবে এবং চারটি বৈজ্ঞানিক সরঞ্জামের প্রতিটির কার্যকারিতা পরীক্ষা করে সব ধরনের সূক্ষ্মাতিসূক্ষ্ম ত্রুটি সংশোধন করা হবে, যাতে সর্বোচ্চ স্পষ্ট চিত্র পাওয়া যায়। মোতায়েন ও দায়িত্ব অর্পণের দুই ধাপবিশিষ্ট সমগ্র প্রস্তুতি প্রক্রিয়াটি শেষ করতে উৎক্ষেপণ মুহূর্ত থেকে প্রায় ছয় মাস লাগবে। এর কারণ ওয়েবের উপাংশগুলিকে অত্যন্ত সতর্কতার সাথে জায়গামত বসতে হবে, কেননা যন্ত্রটিতে ৩৪৪টি একক ব্যর্থতা-বিন্দু বিদ্যমান, যার একটি ব্যর্থ হলে পুরো প্রকল্পটিই ব্যর্থতায় পর্যবসিত হতে পারে। পৃথিবী থেকে বহুদূরে অবস্থিত বলে একবার মোতায়েন করার পরে মানুষের হাতে ওয়েবের কোনও মেরামতি বা পুরনো হয়ে যাওয়া যন্ত্রাংশ প্রতিস্থাপন করা প্রায় অসম্ভব। পরিকল্পনা মোতাবেক ২০২২ সালের জুলাই মাস থেকে দূরবীক্ষণ যন্ত্রটি পৃথিবীতে অবস্থিত নাসার গভীর মহাকাশ টেলিযোগাযোগ ব্যবস্থার (ডিপ স্পেস নেটওয়ার্ক) অংশ অস্ট্রেলিয়ার ক্যানবেরা, স্পেনের মাদ্রিদ ও ক্যালিফোর্নিয়ার গোল্ডস্টোন শহরের কাছে অবস্থিত তিনটি গ্রাহক অ্যান্টেনাবিশিষ্ট ভূকেন্দ্রকে উদ্দেশ্য করে বৈজ্ঞানিক উপাত্ত (দৈনিক দুইবার করে প্রতিবার কমপক্ষে ২৮.৬ গিগাবাইট পরিমাণ উপাত্ত) প্রেরণ করা শুরু করবে। ওয়েবে বহনকৃত জ্বালানির সাহায্যে যন্ত্রটিকে কমপক্ষে প্রায় ১০ বছর কর্মক্ষম রাখার পরিকল্পনা করা হয়েছে। তুলনায় হাবল দূরবীক্ষণ যন্ত্রটি ৩০ বছরেরও বেশি সময় ধরে কর্মক্ষম আছে।

• 
  শীর্ষের তিন-চতুর্থাংশ দৃশ্য
• 
  পাদদেশ (সূর্যমুখী দিক)

১৯৯৬ সাল থেকে পরিকল্পিত^[১৪] এ প্রকল্পটি একটি আন্তর্জাতিক সহযোগিতামূলক প্রচেষ্টার ফল,^[১৫] যার নেতৃত্বে রয়েছে মার্কিন মহাকাশ গবেষণা প্রতিষ্ঠান নাসা। নাসা-র গডার্ড মহাকাশ যাত্রা কেন্দ্র (Goddard Space Flight Center; GSFC) যন্ত্রটির নির্মাণ প্রচেষ্টার ব্যবস্থাপনায় নিয়োজিত ছিল। অন্যদিকে উৎক্ষেপণের পরে মহাকাশ দূরবীক্ষণ যন্ত্র বিজ্ঞান ইনস্টিটিউট এটির পরিচালনা করবে।^[১৬] নরথ্রপ গ্রামেন কোম্পানিকে যন্ত্রটি নির্মাণের মূল ঠিকাদার হিসেবে দায়িত্ব দেওয়া হয়।^[১৭] এছাড়া ইউরোপীয় মহাকাশ সংস্থা এবং কানাডীয় মহাকাশ সংস্থাও এই কর্মসূচিতে গুরুত্বপূর্ণ অবদান রেখেছে। সব মিলিয়ে বিশ্বের ১৪টি দেশ ও ২৯টি মার্কিন অঙ্গরাজ্যের ৩ শতাধিক বিশ্ববিদ্যালয়, সংস্থা ও কোম্পানির পাশাপাশি শতশত বিজ্ঞানী ও হাজার হাজার প্রকৌশলী এই প্রকল্পের উপরে কাজ করেছেন। সব মিলিয়ে এই প্রকল্পটি শেষ করতে ১০০০ কোটির বেশি মার্কিন ডলার অর্থ ব্যয় হয়েছে (যার মধ্যে নাসার অবদান ৯৭০ কোটি মার্কিন ডলার) ও প্রায় ৩০ বছর সময় লেগেছে। তুলনায় হাবল দূরবীক্ষণ যন্ত্রের পেছনে এ যাবৎ ১৫০০ কোটি মার্কিন ডলার খরচ হয়েছে।

নাসার দ্বিতীয় প্রশাসক এবং অ্যাপোলো অভিযানে গুরুত্বপূর্ণ অবদানকারী জেমস ই. ওয়েবের নামানুসারে যন্ত্রটির নামকরণ করা হয়েছে।^[১৮]

নাসা জানায় যে, ২০২২ সালের জানুয়ারি মাসে ওয়েব দূরবীক্ষণ যন্ত্রটি পৃথিবী থেকে ১০ লাখ মাইল দূরে মহাজাগতিক পার্কিং স্পটে পৌঁছেছে। এ সময়ে দ্বিতীয় লাগ্রঁজীয় বিন্দুতে বা এল-২ তে পৌঁছানোর জন্য থ্রাস্টারগুলো ৫ মিনিটের জন্য চালু করে। এই থ্রাস্টারগুলো ওয়েবের গতি ঘণ্টায় ৩.৬ মাইল (সেকেন্ডে ১.৬ মিটার) বাড়িয়ে দেবে, যা ওয়েবটিকে পৃথিবী থেকে ১৫ লাখ কিলোমিটার দূরে ত্রিমাত্রিক কক্ষপথ “হ্যালো” এল-২ তে স্থাপন করবে।^[১৯]

ওয়েবের (২০২২) তুলনায় হাবল (২০১৭)^{[২০][২১]}

গভীর ক্ষেত্র – ছায়াপথ স্তবক
SMACS J0723.3-7327^{[২২][২৩][২৪][২৫][২৬]}

সম্প্রতি ওয়েব টেলিস্কোপ দিয়ে তোলা মহাবিশ্বের কয়েকশ কোটি বছর আগের প্রথম সম্পূর্ণ রঙিন ছবি প্রকাশ করেছে নাসা।

এযাবত এটাই মহাজগতের প্রাচীনতম অবস্থার সবচেয়ে বিস্তারিতভাবে তোলা চিত্র। এই ছবিতে তারামণ্ডলী ও ছায়াপথের যে আলোকরশ্মির বিচ্ছুরণ দেখা যাচ্ছে তা শত কোটি বছর পাড়ি দিয়ে আমাদের কাছে এসে পৌঁছেছে। ছবিতে লাল বাঁকা আলোগুলো মহাজগতের একেবারে সূচনা লগ্নের ছায়াপথ থেকে আসা আলো।^[২৭]

ওয়েব ওয়াস্প-৯৬ বি নামে একটি বিশালাকৃতির গ্রহের বায়ুমণ্ডল বিশ্লেষণ করেছে। এই গ্রহ পৃথিবী থেকে এক হাজার আলোক বর্ষ দূরে। এই বিশ্লেষণ ওই গ্রহের আবহাওয়া মণ্ডলের রসায়ন জানাতে সাহায্য করবে। ওয়াস্প-৯৬ বি তার উৎস নক্ষত্রটির খুব কাছ দিয়ে কক্ষপথে ঘুরছে, যার ফলে সেখানে প্রাণের অস্তিত্ব থাকা হয়ত অসম্ভব।^[২৮]

• ২০২২ সালের ১২ জুলাই প্রকাশিত জেমস ওয়েব মহাকাশ দূরবীক্ষণের প্রথম চিত্রসমূহ
• 
  ক্যারিনা নীহারিকার মহাজাগতিক ক্লিফ (এনআইআর ক্যাম)
• 
  ক্যারিনা নীহারিকা (এনআইআর)
• 
  সাউদার্ন রিং নেবুলা (এনজিসি ৩১৩২; বামে: এনআইআরক্যাম; ডান: এমআইআরআই)
• 
  JWST's Deep Field (এনআইআর ক্যাম)
• 
  স্টেফানস কিনটেট (এনআইআর ক্যাম/এমআইআরআই সমন্বিত)
• 
  স্টেফানস কিনটেট (এনআইআর ক্যাম)
• 
  স্টেফানস কিনটেট (এমআইআরআই)
• 
  ওয়াস্প-৯৬বি-এর বর্ণালী

• ২০২২ সালের ২ আগস্ট প্রকাশিত ভাস্কর নক্ষত্রমণ্ডলে প্রায় ৫০০ মিলিয়ন আলোকবর্ষ দূরে অবস্থিত কার্টহুইল গ্যালাক্সি
• 
  এনআইআর ক্যাম/এমআইআরআই সমন্বিত
• 
  এনআইআর ক্যাম
• 
  এমআইআরআই

• বৃহস্পতির ইনফ্রারেড ছবি। প্রথম ছবি ১৪ জুলাই, অন্যগুলি ২২ আগস্ট ২০২২ সালে প্রকাশিত৷
• 
  বৃহস্পতি এবং এর চাঁদ ইউরোপা
• 
  গ্রহের নিকট-চিত্র
• 
  বৃহস্পতি, এর উপগ্রহ ও বলয় এবং মেরুজ্যোতি
• 
  টীকা সংস্করণ

• ট্যারান্টুলা নেবুলার ছবি। ২০২২ সালের ৬ সেপ্টেম্বর প্রকাশিত।
• 
  ট্যারান্টুলা নেবুলার অন্তস্তল (এনআইআর ক্যাম)
• 
  ট্যারান্টুলা নেবুলা (এমআইআরআই)

উইকিমিডিয়া কমন্সে জেমস ওয়েব মহাকাশ দূরবীক্ষণ যন্ত্র সংক্রান্ত মিডিয়া রয়েছে।

• Official NASA website / Official STScI website / Official French website
• JWST NASA – TRACKING Page − Launch to Final Calibrations (and more)
• JWST NASA – About page − Timeline details / Webb orbit / L2 / Communicating
• JWST Text – Most Critical Events – Launching and Deployment (2021)
• JWST Video (031:22): Highlights − Technical Engineering Details (2021)
• JWST Video (012:02): 1st Month – Launching and Deployment (animation; 2017)
• JWST Video (008:06): 1st Month − Launching and Deployment (update; 2021)
• JWST Video (003:00): 2nd Month − Mirror Alignment details (2/11/2022)
• JWST Videos (Mission Control Live) – Deployment Events − Now Successfully Completed (2022):
  • LAUNCH (005:07; 25 Dec 2021) ⇒ SEPARATION (003:14; 25 Dec 2021) (mirror) ⇒ James Webb Space Telescope: Sunshield Deployment - Mission Control Live SUNSHIELD (152:45; 04 Jan 2022)] ⇒
  • James Webb Space Telescope: Secondary Mirror Deployment - Mission Control Live SECONDARY MIRROR (087:15; 05 Jan 2022)] ⇒ James Webb Space Telescope: Primary Mirror Deployment – Mission Control Live PRIMARY MIRROR (242:29; 08 Jan 2022)] ⇒ News Update on James Webb Space Telescope's Full Deployment FINAL DEPLOYMENT (085:15; 08 Jan 2022)] ⇒
  • Media Briefing: What’s Next for the James Webb Space Telescope ARRIVAL AT L₂ (077:14; 24 Jan 2022)] ⇒ JAMES WEBB TELESCOPE First Photos, Data & Calibrations Explained TESTINGS & CALIBRATIONS ⇒ The First Thing That James Webb Will See FIRST LIGHT]