Cosa è successo subito dopo il Big Bang? Come e quando si sono formate le galassie, le stelle, i pianeti e la vita? A queste domande la NASA, con l’Agenzia Spaziale Europea (ESA), e quella Canadese, cercherà di rispondere grazie al nuovo telescopio che l'Ente Spaziale americano ha presentato recentemente al pubblico. Si chiamerà James Webb Space Telescope (JWST), in onore del direttore della NASA che ha portato l’uomo sulla Luna. 
Verrà lanciato nel 2013 e funzionalmente sostituirà l’altro importante telescopio: Hubble. Costerà 4.5 miliardi di dollari coinvolgendo oltre 1000 persone di 17 nazioni diverse. Hubble verrà sottoposto ad un programma di manutenzione per permettere la copertura fino al lancio del nuovo telescopio. Per scrutare le origini dell’Universo, bisogna osservare valori di infrarosso superiori a quelli osservabili con Hubble. Gli strumenti di JWST, principalmente, sono stati progettati per osservare l'infrarosso appunto, lo spettro elettromagnetico ed in parte il campo visibile. Nonostante manchino ancora 6 anni, il progetto è nella sua fase definitiva, si stanno già costruendo tutti i componenti. Verrà lanciato con un razzo 
Ariane5 dalla Guiana Francese (http://www.arianespace.com/site/launcher/future_sub_index.html e http://www.arianespace.com/site/spaceport/ariane5_sub_index.html) ed orbiterà a un milione e mezzo di chilometri dalla terra in un punto chiamato Lagrange 2, posizione in cui le forze gravitazionali di terra e sole creano una zona neutra dove il satellite stazionerà e per oltre 10 anni osserverà le radiazioni infrarosse lasciate dall’esplosione iniziale, il Big Bang. La sua grande capacità di osservare nello spazio e nel tempo sarà garantita da uno specchio esagonale dal diametro di 6.5 metri (quello di Hubble è di 4.2) che si aprirà una volta giunto a destinazione. Il più grande mai costruito.
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Il progetto di JWST si è formato intorno a 5 tematiche principali: Cosmologia e struttura dell’universo, Origine ed evoluzione delle galassie, Storia della Via Lattea e dei suoi dintorni, Nascita e formazione delle stelle e Origine e evoluzione dei sistemi planetari.
Come detto, studierà tutte le fasi della storia dell’Universo, dai primi corpi capaci di emettere luce dopo il Big Bang alla formazione dei sistemi solari capaci di supportare la vita in pianeti come la Terra, all’evoluzione del nostro Sistema Solare. Inizialmente è stato chiamato Next generation space telescope (telescopio spaziale di prossima generazione) poi gli è stato dato il nome del un famoso direttore della NASA.
Per il telescopio sono state usate molte tecnologie innovative, come una leggerissima ottica al berillio in grado di captare i più deboli segnali; micro otturatori in grado di fare una selezione di oggetti programmata per lo spettrofotografo ed un sistema criogenico di raffreddamento dei sensori a raggi infrarossi, che devono lavorare a temperature molto basse per essere efficaci: quasi vicino allo zero assoluto.
Quattro sono gli strumenti principali: una camera a grande campo per il vicino-infrarosso, uno spettrografo per la stessa frequenza con almeno cento elementi, una camera/spettrografo per il medio-infrarosso e un sensore di guida costruito dall’agenzia spaziale canadese.
Il primo strumento è NIRCam (Near-Infrared Camera) preparata da un gruppo di scienziati dell’Università dell’Arizona. E’ lo strumento più importante del telescopio per raccogliere immagini ad una lunghezza d’onda tra 0,6 e 5 micron. Lo strumento è disegnato per poter rilevare i primi oggetti capaci di emettere luce e formatisi dopo il Big Bang. La camera sarà anche dotata di un coronografo utilizzato per ottenere immagini di dischi di materia come pianeti di grande massa intorno alle stelle più vicine.
Il secondo strumento è chiamato Near-Infrared Spectrometer (NIRSpec) fornito dall’ESA europea. La sua lunghezza d’onda va da 0,6 a 5 micron. Con esso si potrà stabilire la composizione, la temperatura e altre caratteristiche fisiche degli oggetti celesti. Il terzo strumento, infine, è il Mid-Infrared Instrument, fornirà immagini e spettroscopie ad una lunghezza d’onda tra 5 e 28 micron. Con questo strumento sarà possibile studiare la creazione dei primi elementi pesanti, la formazione e l’evoluzione delle galassie e le popolazioni di stelle molto vecchie.
L’orbita di JWST
Esso osserverà le emissioni infrarosse di oggetti veramente distanti. Ma tutti gli oggetti, compresi i telescopi, emettono luce infrarossa. Per ovviare e questo ed impedire la soppressione dei più deboli segnali astronomici, il telescopio e i suoi strumenti devono essere veramente freddi, per questo avrà un grosso scudo che blocca la luce proveniente da Sole, Terra e Luna che altrimenti interferirebbe con le osservazioni.
Quindi JWST deve essere in un orbita dove Sole e Terra siano nella stessa direzione, il punto più conveniente è il secondo punto di Lagrange (L2) del sistema solare, un punto di orbita semi stabile.
L’orbita L2 è ellittica ed è una delle 5 soluzioni offerte dal matematico Torinese nel 1700. Egli stava cercando una configurazione stabile in cui tre corpi (nel nostro caso Terra, Sole e Telescopio) possano vicendevolmente orbitare gli uni con gli altri e stare nella stessa posizione relativa. Egli trovò 5 soluzioni chiamate i cinque punti di Lagrange. In tre soluzioni i corpi sono allineati, gli altri due sono ai vertici di un triangolo equilatero. In questa orbita il telescopio avrà condizioni termiche stabili.
Quali sono le differenze con Hubble?
Innanzitutto studia l’infrarosso mentre Hubble studia il visivo e l’ultravioletto. Ha uno specchio molto più grande ed è in un orbita 1.5 milioni di chilometri dalla terra, mentre HST è in una orbita vicina alla terra: 570 chilometri.
Hubble è lungo 13.2 metri con un diametro di 4.2 metri, JWST ha un pannello di protezione dai raggi solari di 22 metri per 12 ed ha un diametro dello specchio principale di 6.6 metri. Praticamente è lungo quasi come un Boeing 737. 
