1/6科学計器と光学部品を組み合わせた望遠鏡が、巨大な熱真空試験室から100日あまりの極低温試験を終えて出てきた。NASAジョンソン宇宙センターで、科学者と工学者によって、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡(JWST)に一連の試験が行われた。こうした試験が設計されたのは、宇宙空間に似ている空気のない極寒の環境で、望遠鏡を想定通りに機能させるためだった。PHOTOGRAPH BY CHRIS GUNN/NASA 2/6JWSTのミッションに不可欠な副鏡の展開試験が成功したのを受けて、副鏡を適切な位置に保つ支持構造を、技術者と工学者が目視で検証している。PHOTOGRAPH BY CHRIS GUNN/NASA 3/6ヒューストンのNASAジョンソン宇宙センターのクリーンルームに置かれた、JWSTの高くそびえる主鏡。同宇宙センターではJWSTの打ち上げ前の最終の極低温試験が行われる予定だ。試験に備えて、主鏡の両側の“翼” (どちらも3枚のセグメントで構成されている)が展開された。この写真には、すべて展開された翼と、展開中の翼が写っている。工学者が翼の動きを確認している。PHOTOGRAPH BY CHRIS GUNN/NASA 4/6JWSTの主鏡の18枚のセグメントのうち6枚は宇宙船に積み込む準備ができている。18枚のセグメントはすべて、NASAマーシャル宇宙飛行センターのX線極低温施設(XRCF)で、極低温試験を2回受けることになっている。1回目は光沢のあるベリリウム製のセグメントのままで、2回目は赤外領域における光の反射率を増すためにセグメントに金を薄くコーティングしたあとに行われる。PHOTOGRAPH BY NASA/MSFC/DAVID HIGGINBOTHAM/EMMETT GIVEN 5/6実物大の遮光シールドの膜が、アラバマ州ハンツヴィルのマンテック・インターナショナル社にある試験装置の上に展開され、その三次元の形を正確に測定できる状態になっている。JWSTの遮光シールドは、この膜を5層重ねてつくる。膜どうしの間隔は正確にあけなければならない。PHOTOGRAPH BY DAVID HIGGINBOTHAM/NORTHROP GRUMMAN AEROSPACE SYSTEMS 6/6この写真でわかる通り、望遠鏡の光学機器の部分は完成し、宇宙船の部材に結合させる準備が整っている。JWSTの巨大な遮光シールドを組み込む宇宙船の部材は、テスト中である。PHOTOGRAPH BY CHRIS GUNN/NASA

あなたが仲間と離れて月の上でブンブン音を立てているハチなら、熱を検知するこのハチの巣に見つかってしまうかもしれない。だが、安心してほしい。100億ドル(約1兆900億円)かけてつくられたジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡(JWST)の関心は、もっと大きなものに向けられているからだ。

「NASA最大の宇宙望遠鏡、2021年の打ち上げに向けた準備が進行中」の写真・リンク付きの記事はこちら

JWSTは2021年に首尾よく宇宙へ打ち上げが成功すれば、地球に似た惑星にある水や、生まれつつある星、ビッグバンのあと1億年以内に形成されたはるか遠くにある物体を見つけることだろう。

JWSTに精度をもたらすのは、主鏡である。その口径はハッブル宇宙望遠鏡の口径の約3倍で、21.3フィート(約6.5m)だ。ハチの巣のような形で折りたためるデザインは、軽量の六角形のベリリウム製セグメント18枚からなり、全体で1枚の鏡として機能する。焦点を鋭くするために、小さなモーター126基が、18枚のセグメントをユリの花粉の幅の1万分の1程度ずつ回転させる。

18枚のセグメントは269.1平方フィート(約25平方メートル)分の光を集めることができる。それは米航空宇宙局(NASA)の現在稼働中の赤外線宇宙望遠鏡「スピッツァー」が集める光の量の50倍を超える。セグメントの金のコーティングによって、136億年前に放射された赤外線など長波長光線の反射率が高まる。いかなる望遠鏡もとらえたことがないはるか昔、すなわち宇宙の最遠部から放たれた光を観測できるのである。

「この望遠鏡はタイムマシンです」と、NASAの上級科学者でノーベル賞受賞者でもあるジョン・C・マザーは言う。「光が放たれた当時の物体の様子を観測できます」

「想像したこともない何かがある」

天体物理学者、工学者、化学者ら合わせて1万人もの人々がJWSTのプロジェクトに従事してきた。マザーは最も長く、1996年に留守番電話でNASAのメッセージを聞いたときから関わってきた。そのメッセージは、いまだかつてない巨大な望遠鏡の建造に協力してもらえないかという打診だった。

マザーはメリーランド州のNASAゴダード宇宙飛行センターでチームを率いて研究し、当時はまだなかった10の技術が必要であることを突き止めた。そのなかには、テニスコート大のプラスティック製の遮光シールドもあった。このシールドを使えば、マイナス188℃まで下がる極寒の観測所で赤外線を正確に検出できるようになる(JWSTはヒューストンにあるNASAの真空試験室で極低温試験に臨む)。

JWSTの費用は当初は5億ドル(約544億円)の見込みで、打ち上げは2007年のはずだった。しかし、さまざまな難問(漏れ、破れ、連邦議会)に直面した。そしていよいよ、仏領ギアナから欧州のロケット「アリアン5」で打ち上げられるめどが立った。

JWSTは地球の上空100万マイル(約161万km)にとどまって、最長10年間、1日に458GBの情報を地球に送信する予定だ。JWSTによって、宇宙の起源に関する最も深い謎が解明される可能性がある。「そこにはわたしたちが想像したこともない何かがあります」と、マザーは思いを巡らせる。

[訂正]宇宙望遠鏡の構造に関する説明について誤訳を修正いたしました。