James Webb Space Telescope (James Webb Space Telescope): data de lansare, echipamente

Cu fiecare deschidere suplimentară centimetru, fiecare perioadă suplimentară de observație al doilea și fiecare perturbatiilor suplimentare atom, de la distanță de la telescop sondaj de teren, mai bine, mai profund și mai clar vei vedea universul.

25 de ani de „Hubble“

Când telescopul „Hubble“, a început să funcționeze în 1990, a deschis o nouă eră în astronomie - spațiu. Nu mai avut de a face cu atmosfera, nori, sau vă faceți griji cu privire la pâlpâirea electromagnetice. Tot ceea ce este necesar - este de a implementa satelitul pe obiectivul de a stabiliza și de a colecta fotoni. Peste 25 de ani de telescoape spațiale au început să acopere întregul spectru electromagnetic, ceea ce a permis pentru prima dată, să ia în considerare universul la fiecare lungime de undă a luminii.

Dar, după cum cunoștințele noastre a crescut, și a crescut înțelegerea noastră de necunoscut. Cu cât ne uităm în univers, cu atât mai mult vom vedea trecutul profund: o cantitate finită de timp de la Big Bang, coroborat cu viteza finită a luminii oferă o limită a ceea ce putem observa. Mai mult decât atât, extinderea spațiului în sine este de lucru împotriva noastră, se întinde lungimea de undă a luminii stelelor ca el calatoreste prin univers pentru ochii noștri. Chiar și telescopul spațial „Hubble“, care ne dă cel mai adânc, imaginile cele mai spectaculoase ale universului pe care le-am descoperit vreodată, este limitată în acest sens.

Dezavantaje „Hubble“

„Hubble“ - un telescop uimitor, dar are unele limitări fundamentale:

• Doar 2,4 m în diametru, care limitează sau rezoluția.
• Deși materialele de acoperire reflectorizante, este constant expus la lumina directă a soarelui, care este încălzit. Acest lucru înseamnă că, din cauza efectelor termice, el nu poate viziona lungimea de undă de lumină mai mult de 1,6 microni.
• Combinația de deschidere limitată și lungimea de undă, la care este sensibil, ceea ce înseamnă că telescopul poate vedea nici o galaxie mai vechi de 500 de milioane de ani.

Aceste galaxii sunt perfecte, a existat cu mult atunci când universul a fost doar aproximativ 4% din vârsta sa actuală. Dar noi știm că stelele și galaxiile au existat înainte.

Pentru a vedea aceasta, telescopul ar trebui să aibă o sensibilitate mai mare. Aceasta înseamnă trecerea la lungimi de undă mai lungi și temperaturi mai scăzute decât „Hubble“. De aceea, și a creat James Webb Space Telescope.

Perspectivele pentru știință

James Webb Space Telescope (JWST) este proiectat pentru a depăși aceste limitări este: cu 6,5 m diametru telescop colectează mai multă lumină de 7 ori mai mult decât „Hubble“. Aceasta deschide posibilitatea de ultra-înaltă rezoluție spectroscopie de la 600 nm până la 6 microni (de 4 ori mai mare decât lungimea de undă, care este capabil să vadă „Hubble“) pentru a observa regiunea în infraroșu de mijloc cu o sensibilitate mai mare decât oricând înainte. JWST folosește răcire pasivă la o temperatură a suprafeței de Pluto și este capabil să se răcească în mod activ dispozitivele la mijlocul infraroșu până la 7 K. Telescopul James Webb va face posibil să se facă știință ca nimeni nu înainte de acest lucru nu se face.

El va:

• observă cele mai vechi galaxii formate vreodată;
• vizibil prin sonda de gaz neutru, iar primul univers reionization stele;
• efectuează analiza spectroscopică a primelor stele (populație III), formate după Big Bang;
• obține surprize uimitoare, cum ar fi descoperirea cele mai vechi găuri negre supermasive și quasari din univers.

Nivelul de cercetare JWST nu este similară cu cea din trecut, și așa mai departe telescopul a fost ales ca misiune pilot NASA Anii 2010 a lui.

capodoperă științifică

Din punct de vedere tehnic, noul telescop James Webb este o adevărată operă de artă. Proiectul a trecut un drum lung: au existat depasiri de buget, întârzieri în program și riscul de anulare a proiectului. După intervenția noii conduceri a schimbat. Proiectul a câștigat brusc ca ceasuri, au fost alocate fonduri, au reprezentat greșeli, eșecuri și probleme, iar echipa a început de ambalare JWST în toți termenii, programe și constrângerile bugetare. Lansarea este programată pentru luna octombrie 2018, o rachetă „Ariane 5“. Echipa nu numai urmează programul, ea are nouă luni la stânga pentru a permite orice situație neașteptată, care a fost toate colectate și gata pentru această dată.

James Webb Telescope este format din patru părți principale.

unitate optică

Acesta include toate oglinzile, dintre care cele mai eficiente optsprezece purcelei segmentate oglindă primară. Acestea vor fi folosite pentru a colecta lumina stelelor îndepărtate și să se concentreze instrumentele sale pentru analiză. Toate aceste oglinzi sunt acum gata și perfectă, a făcut dreapta pe program. La sfârșitul ansamblului acestea vor fi pliate într-un design compact, care urmează să fie difuzate la o distanță de mai mult de 1 milion de kilometri de Pământ, până la punctul L2 Lagrange, și apoi rândul său, în mod automat pentru a forma o structură de tip fagure, care de mulți ani se vor colecta lumina de ieșire. Este într-adevăr un lucru frumos și un rezultat de succes al eforturilor titanice ale multor specialiști.

Bagaj în infraroșu apropiat

„Webb“ este echipat cu patru instrumente științifice care sunt gata de 100%. Camera principală este o camera de telescop lângă gama IR, de lumină vizibilă regiune portocaliu intens infraroșu. Acesta va oferi o imagine fara precedent dintre cele mai vechi stele, cele mai tinere galaxii, care sunt încă în procesul de formare, stele tinere din Calea Lactee și galaxii din apropiere, sute de noi obiecte din centura Kuiper. Este optimizat pentru imagistica directă a planete în jurul altor stele. Acest lucru va fi camera principală, utilizată de majoritatea observatorilor.

Lângă spectrograf infraroșu

Acest instrument nu numai separă lumina în lungimi de undă individuale, dar este capabil să facă acest lucru pentru mai mult de 100 de obiecte individuale, în același timp! Acest dispozitiv este un spectrograf universal „Webb“, care poate funcționa în 3 spectroscopia regimuri diferite. A fost construită de către Agenția Spațială Europeană, dar multe componente , inclusiv detectoare și baterie cu mai multe valve, oferite de Centrul pentru Space Flight. Goddard (NASA). Acest dispozitiv a fost testat și este gata pentru instalare.

Instrument Mid infraroșu

Dispozitiv pentru a fi utilizate pentru imagini în bandă largă, adică va fi obținută prin cea mai impresionanta imagine cu toate instrumentele „Webb“. Din punct de vedere științific, ar fi cel mai util în măsurarea protoplanetare discurilor din jurul stelelor tinere, de măsurare și vizualizare cu o precizie fara precedent obiecte din centura Kuiper și praf încălzite de Starlight. El este singurul instrument cu criogenie răcit la 7 K. Comparativ cu ajutorul telescopului spatial Spitzer, acest lucru va îmbunătăți rezultatele în 100 de ori.

spectrograf NIR fără întreruperi (NIRISS)

Aparatul va produce:

• larg spectroscopiei în apropierea regiunii de lungime de undă în infraroșu (1.0-2.5 microni);
• Spectroscopia Grism un obiect în domeniul vizibil și în infraroșu (0.6-3.0 microni);
• Interferometria de mascare a aperturii la lungimi de undă de 3,8 - 4,8 microni (unde așteptate primele stele și galaxii);
• sondaj gamă largă de întregul câmp vizual.

Acest program a fost creat de Agenția Spațială din Canada. După trecerea de testare criogenie el va fi, de asemenea, dispus să se integreze în compartimentul de echipament al telescopului.

parasolar

telescoape spațiale care nu au fost încă numiți. Unul dintre aspectele cele mai înfricoșătoare de la orice pornire este de a folosi un material cu totul nou. În loc de răcire a întregii nave spațiale, folosind în mod activ agent frigorific consumabile de unică folosință, telescopul James Webb foloseste o tehnologie complet nouă - parasolar 5 straturi care urmează să fie utilizate pentru a reflecta radiația solară de la telescop. Cinci foi 25-picior de tije de titan sunt conectate și instalate după implementare a telescopului. Protecția a fost testat în 2008 și 2009. Modelele Full-scară, care participă la testele de laborator, efectuate tot ce trebuiau să facă aici, pe Pământ. Aceasta este o inovație frumos.

În plus, este de asemenea un concept incredibil: nu pur și simplu pentru a bloca lumina de la soare și a pus un telescop în umbră, și să-l astfel încât toată căldura este radiată în direcția opusă orientarea telescopului. Fiecare dintre cele cinci straturi într-un spațiu de vid va deveni rece ca distanța de la exterior să fie puțin mai cald decât temperatura de suprafață - în jurul 350-360 K. Temperatura ultimul strat trebuie să scadă la 37-40 K, care este mai rece decât suprafața noaptea Pluto.

În plus, măsurile de precauție semnificative luate pentru al proteja de mediu advers al spațiului adânc. Unul dintre lucrurile care urmează să fie vizate aici sunt pietricele mici dimensiuni cu pietriș, nisip, praf și chiar mai puțin prin spațiul interplanetar zboară la o viteză de zeci sau chiar sute de mii de km / h. Aceste micrometeoriți sunt prodelyvat capabili mici gauri, microscopice in tot ceea ce se confruntă: nave spațiale, costume spațiale, oglinzi, telescoape si multe altele. În cazul în care oglinda va avea doar urme de lovituri sau gauri, reduce ușor cantitatea de disponibil „lumină bună“, panoul solar poate fi rupt de la o margine la alta, ceea ce va face întregul strat inutil. Pentru a combate acest fenomen a fost folosit idee genială.

Tot scut solar a fost împărțit în secțiuni, astfel încât, în cazul în care există un mic decalaj la una, două sau chiar trei dintre acestea, stratul nu se va rupe în continuare, ca o fractură în parbrizul mașinii. Partiționarea va păstra întreaga structură a întregului, este important pentru a preveni degradarea.

Nave spațiale: asamblare și sistem de control

Este o componentă obișnuită, așa cum există în toate telescoapele spațiale și misiuni științifice. În JWST este unic, dar, de asemenea, pe deplin pregătit. Tot ceea ce rămâne este antreprenorul general al companiei de proiect Northrop Grumman, - scut complet, asambla telescopul și verificați-l. Aparatul va fi gata să înceapă în 2 ani.

10 ani de descoperire

Dacă totul merge bine, umanitatea este pe punctul de a mari descoperiri științifice. Voalul de gaz neutru, care este încă umbrită privire de ansamblu cele mai vechi stele si galaxii, este rezolvată de infraroșu „Webb“ și luminozitatea sa enormă. Acesta va fi cel mai mare, cel mai sensibil telescop cu o gamă largă de lungimi de undă de la 0,6 la 28 microni (ochiul uman vede de la 0,4 până la 0,7 microni) a construit vreodată. Este de așteptat să furnizeze un deceniu de observații.

Potrivit NASA, termenul „Webb“ misiunea va fi de la 5,5 la 10 ani. Este limitată la cantitatea de combustibil necesară pentru a menține orbita, și viața electronică și echipamentele din mediul dur al spațiului. Telescopul James Webb orbital va purta un stoc de combustibil pentru întreaga perioadă de 10 ani și 6 luni de la lansare vor fi testate pentru a se asigura zborului, care garantează 5 ani de muncă științifică.

Ce ar putea merge prost?

Factorul de limitare principal este cantitatea de combustibil la bord. Când este terminat, satelitul va deriva departe de punctul L2 Lagrange, venind pe o orbită ca haotică foarte aproape de Pământ.

Această comă, poate apărea și alte probleme:

• oglinzi de degradare, care afectează cantitatea de lumină colectată și de a crea artefacte de imagine, dar nu va deteriora funcționarea în continuare a telescopului;
• defectarea unei părți sau ecran solar totală, ceea ce va ridica temperatura navei spațiale, și se îngustează cu lungimea de undă utilizată pentru regiune foarte infraroșu apropiat (2-3 microni);
• gama de răcire de avarie scule sistem mid-IR, ceea ce face improprii pentru utilizare, dar nu afectează celelalte instrumente (0,6 până la 6 microni).

Testul cel mai dificil, care așteaptă telescopul James Webb, - lansarea și injectarea în orbita dorită. Este aceste situații au fost testate cu succes și a trecut.

Revoluția în știință

În cazul în care telescopul James Webb va lucra într-un mod normal, combustibilul este suficient pentru a se asigura că activitatea sa 2018-2028. Mai mult decât atât, există un potențial pentru realimentare, ceea ce ar prelungi durata de viață a telescopului la un alt deceniu. La fel ca „Hubble“ a fost operat timp de 25 de ani, JWST ar asigura generarea de știință revoluționară. În octombrie 2018, racheta purtătoare „Ariane 5“ va orbita viitorul astronomiei, care, după mai mult de 10 de ani de muncă grea a fost deja făcut pentru a începe să dea roade. telescoape spațiale viitoare aproape a sosit.