NASA är redo för ännu ett Apollo-ögonblick med lanseringen av sitt nya James Webb rymdteleskop redan den 24 december, med undantag för komplikationer. Räknat som NASA:s mest ambitiösa teleskop hittills, dess syfte är att fundamentalt förändra vår förståelse av universum.

Ljus tar tid att resa. Den närmaste stjärnan till jorden är fyra ljusår bort, så bilden vi ser av den är faktiskt fyra år gammal. Det nya instrumentet på 10 miljarder dollar är så kraftfullt att det kommer att tillåta oss att se längre, i huvudsak för att se tillbaka i tiden för att se hur de första stjärnorna och galaxerna kom till. Det kommer också att låta oss titta in i exoplaneternas atmosfärer – av vilka några är potentiellt beboeliga – när de passerar framför stjärnor. Ljuset som filtreras genom atmosfären kommer att lämna tydliga tecken på de atmosfäriska komponenterna.

Mercedes López-Morales, lektor vid institutionen för astronomi och astrofysiker vid Centre for Astrophysics | Harvard &Smithsonian, kommer att vara bland de första forskarna att använda Webb som en del av ett projekt för att observera mer än ett dussin små planeter under teleskopets första cykel. Gazette talade med López-Morales om det nya teleskopet, som fick sitt namn efter den före detta NASA-administratören som ledde byrån genom Apollo-uppdragen, och varför det har gjort forskarvärlden så upphetsad. Intervjun har redigerats för klarhet och längd.

Frågor och svar:Mercedes López-Morales

GAZETTE:Kan du prata om uppdraget med Webb-teleskopet?

LÓPEZ-MORALES:James Webb-teleskopet är det viktigaste flaggskeppsuppdraget som någonsin byggts. Det anses vara efterföljaren till rymdteleskopet Hubble, som lanserades för mer än 30 år sedan och helt förändrade hur vi förstår hur universum fungerar vid ultravioletta, synliga och nära-infraröda våglängder. Till skillnad från synligt ljus döljs ultraviolett och infrarött ljus för det mänskliga ögat, och vi behöver speciella detektorer för att se dem. De håller hemligheterna bakom urgalaxer och den kemiska sammansättningen av yttre rymden, såväl som närliggande planeter. James Webbs kapacitet kommer att ta oss bortom vad vi lärde oss med Hubble genom att ytterligare öppna våra ögon för det infraröda universum. Vi kommer att kunna studera hur universum såg ut i början och bestämma när de första galaxerna och stjärnorna bildades. Vi kommer också att kunna studera hur och var i vår galax stjärnor och planeter bildas just nu, och för första gången studera vad exoplaneternas atmosfärer är gjorda av och hur lika eller olika exoplaneternas atmosfärer är från atmosfärer av planeter i vårt eget solsystem.

GAZETTE:Vad gör Webb till den mest ambitiösa rymdsonden som NASA någonsin byggt?

LÓPEZ-MORALES:Ett antal saker. NASA har byggt detta teleskop i 25 år. Det är svårt att säga, men bara som ett bollplank skulle jag säga att tusentals forskare och ingenjörer har arbetat med det. Kanske den största anledningen är att det finns många tekniska framsteg som används för första gången på ett rymdteleskop.

GAZETTE:Vilka är några av dessa?

LÓPEZ-MORALES:En av de mest spektakulära är den primära spegeln som är 6,5 meter i diameter [mer än 21 fot], vilket gör den till den största teleskopspegeln som någonsin lanserats i rymden. För att göra det möjligt att montera en så stor spegel i bärraketen var ingenjörer tvungna att hitta ett helt nytt sätt att bygga speglar. De delade upp dem i ett antal sexkantiga bitar, var och en med sin egen specifika form så att de kunde vikas för uppskjutning och sedan i rymden vecklas de upp och låses ihop som pusselbitar till denna massiva och vackra spegel målad med en mycket tunt lager av guld med i princip inga mellanrum mellan bitarna.

GAZETTE:Spegeln är en mycket viktig del av detta teleskop?

LÓPEZ-MORALES:Jag säger alltid till folk att spegeln är som en hink. Ju större hink, desto mer data kan du samla in. Det leder till att du ser och samlar in mer ljus – både synligt och inte så synligt. I grund och botten kan du ta dig längre in i universum och längre tillbaka i tiden.

GAZETTE:Vad mer förvånar dig med teleskopet?

LÓPEZ-MORALES:Jag skulle säga solskyddet. Det finns två nyckelkrav för att teleskopet ska kunna producera högkvalitativa observationer. Det måste förvaras kallt, vid en stabil temperatur på cirka minus 200 grader Celsius [minus 328 grader Fahrenheit], och det måste förhindras från att bli förblindat av solljus. Solskyddet tar hand om dessa krav genom att skydda teleskopet från solens ljus och värme.

Det är ett tekniskt mästerverk. Den är gjord av fem mycket tunna lager belagda med aluminium, så att de reflekterar ljuset från solen. Varje lager är som ett segel. Vid lanseringen viks solskyddet in, på liknande sätt som teleskopets spegel, och väl i rymden vecklas solskyddet ut till en storlek av ungefär en tennisbana.

GAZETTE:Kan du prata om ditt arbete med teleskopet hittills och vad som är på gång?

LÓPEZ-MORALES:Ett av mina huvudsakliga forskningsintressen är att förstå atmosfären hos exoplaneter, som är planeter som vi har upptäckt kretsar kring närliggande stjärnor i mer än två decennier nu. Vi har upptäckt några tusen exoplaneter nu, och med den siffran kan vi för första gången börja titta på att svara på ett antal frågor som inte var möjliga att besvara tidigare. Jag är en del av team som för första gången ska söka igenom atmosfären hos ett antal exoplaneter i infrarött för att söka efter molekylära arter som metan, ammoniak och kol, magnesium och silikatföreningar. Vi kan inte upptäcka dessa med nuvarande teleskop, inklusive Hubble. Närvaron eller frånvaron av sådana kemiska arter kommer att avgöra om planeterna har atmosfärer överhuvudtaget, och om de har det, vad de är gjorda av och hur de kan jämföras med sammansättningen av liknande planeter i solsystemet.

GAZETTE:Vad är ditt största hopp för det här teleskopet?

LÓPEZ-MORALES:Jag hoppas att det hjälper oss att upptäcka saker som vi inte hade tänkt på eftersom det är så många av de stora genombrotten inom vetenskapen sker. Du öppnar ett nytt fönster och upptäcker att det finns mycket ny information där som vi inte hade tänkt på. Jag hoppas också att upptäckterna kommer att inspirera yngre generationer på samma sätt som Hubblebilderna inspirerade många av oss som nu är vetenskapsmän och ingenjörer.