James Webb Space Telescope (James Webb Space Telescope): käivitada kuupäeva, seadmed

Iga täiendava sentimeetri ava, iga lisanduv teine vaatlusperioodi ja iga täiendava aatom Atmosfäär, kaugel valdkonnas uuring teleskoop, parem, sügavam ja selgem näed universumi.

25 aastat "Hubble"

Kui teleskoop "Hubble" alustas tegevust aastal 1990, see avas uue ajastu astronoomia - ruumi. Ei olnud enam tegelema atmosfääri, pilved, või muretsema elektromagnetilise värelus. Kõik, mida vaja - on lähetada satelliit seatud stabiliseerimiseks ja koguda footonid. Üle 25 aasta ruumi teleskoobid hakkas katma kogu spektri, mis võimaldas esmakordselt kaaluda universumi igal valguse lainepikkus.

Aga kui meie teadmised on suurenenud ja suurenenud meie arusaamist teadmata. Edasine vaatame viidud universumis, seda rohkem me näeme kaugest minevikust: piiratud aja jooksul alates Big Bang, koos piiratud valguse kiirus annab piiranguid, mida saame jälgida. Lisaks universumi paisumist ise töötab meie vastu, venitades valguse lainepikkusest tähed, kui ta reisib üle kogu universumi meie silmad. Isegi ruumi teleskoop "Hubble", mis annab meile sügavaim, kõige suurejoonelisem pilte universumi, et oleme kunagi avastanud, piirdub sellega seoses.

"Hubble" Puudused

"Hubble" - hämmastav teleskoop, kuid see on mõned olulised piirangud:

• Just 2,4 m läbimõõduga, mis piirab tema ettepanek.
• Kuigi peegeldav kattematerjale, see on pidevalt kokku puutuda otsese päikesevalguse, mida kuumutatakse. See tähendab, et tänu termilise mõju, ta ei saa vaadata valguse lainepikkus üle 1,6 mikronit.
• Kombinatsioon piiratud ava ja lainepikkus, mille ta on tundlik, mis tähendab, et teleskoop näed galaktika mitte vanemad kui 500 miljonit aastat.

Need galaktikad on täiuslik, palju eksisteerisid universumi oli ainult umbes 4% oma praegusest vanusest. Aga me teame, et tähtede ja galaktikate olemas enne.

Et näha seda, teleskoop peaks olema suurem tundlikkus. See tähendab, et üleminek pikemate lainepikkuste ja madalamate temperatuuride "Hubble". Sellepärast, ja lõi James Webb Space Telescope.

Väljavaated teaduse

James Webb Space Telescope (JWST) eesmärk on ületada need piirangud on: 6,5 m läbimõõduga teleskoop kogub 7 korda rohkem valgust kui "Hubble". See loob võimaluse ülikõrge resolutsiooniga spektroskoopia 600 nm kuni 6 mikronit (4 korda suurem kui lainepikkus, mis on võimalik näha "Hubble") vaatlejate keskmises infrapunases piirkonnas olles eriti tundlik kui kunagi varem. JWST kasutab passiivne jahutus pinnatemperatuurini Pluuto ja suudab aktiivselt jahtuda keskel infrapuna kuni 7 K. Telescope James Webb võimaldab teha teaduse keegi enne seda ei tehta.

Ta teeb järgmist:

• jälgida varem galaktikad kunagi moodustatud;
• nähtav läbi neutraalse gaasi sond ja esimene täht Reioniseerimine universumi;
• teostada spektraalanalüüsi esimesi tärni (rahvastiku III), mis moodustati pärast Big Bang;
• saada hämmastav üllatusi, nagu avastus varem supermassiivsed mustad augud ja kvasarid universumis.

Tase teadusuuringute JWST ei sarnane varem, ja sestap valiti NASA lipulaev missiooni 2010ndate aastate.

teadusliku meistriteos

Alates tehnilisest seisukohast, uue James Webb teleskoop on tõeline kunstiteos. Projekt on läbinud pika tee: oli eelarve ülekulu ajakava viivitusi ja tühistamise riski projekti. Pärast sekkumist uus juhtkond on muutunud. Projekti äkki saanud nagu kellad, vahendeid eraldatud, moodustasid vigu, ja probleemidega ning meeskond hakkas pakkimine JWST kõikides poolest, sõiduplaanid ja eelarve piiranguid. Käivitamine toimub oktoobris 2018 raketi "Ariane 5". Meeskond mitte ainult järgmine ajakava, ta on üheksa kuud aega, et võimaldada ootamatuid olukord, mis oli kõik kogutud ja valmis seda kuupäeva.

James Webb teleskoobi koosneb neljast põhiosast.

optiline seade

See sisaldab kõiki peegleid, millest kõige tõhusam kaheksateist kullatud segmenteeritud esmane peegel. Neid kasutatakse, et koguda kauges Starlight ja keskenduda oma vahendite analüüs. Kõik need peeglid on nüüd valmis ja täiuslik, tehtud täiesti graafikus. Lõpus koost nad voltida kompaktne disain töötavat kaugusel üle 1 miljoni kilomeetri kaugusel Maa ja L2 Lagrange punkt ja seejärel automaatselt välja, et moodustada kärgstruktuuri, mis aastaid kogub Väljaminev valgust. See on tõesti ilus asi ja eduka tulemuse Titanicu jõupingutusi paljud spetsialistid.

Pagasi lähisinfrapunases

"Webb" on varustatud nelja teaduslike instrumentide, mis on valmis 100%. Põhikaameraga on kaameraga teleskoobi paigale IR illustreeriv, st nähtava valguse ja sügavoranžist-infrapuna piirkonnas. See annab enneolematu ülevaate varem tärni, noorim galaktikad, mis on veel moodustamise protsessis, noored tähed Linnutee ja lähedaste galaktikate, sadu uusi objekte Kuiperi vöö. See on optimeeritud otsene kujutamine planeedid ümber teisi tähti. See on peamine kaamera, mida enamik vaatlejaid.

Near Infrared spectrograph

See tööriist mitte ainult eraldab valgust üksikute lainepikkustel, kuid on võimalik seda teha rohkem kui 100 üksikute objektide samal ajal! See seade on universaalne spektrograafi "Webb", mis võib toimida 3 erinevat režiimide spektroskoopia. See oli ehitatud Euroopa Kosmoseagentuuri, kuid paljud osad sealhulgas detektorid ja multi-ventiil aku, tingimusel Keskuse poolt Space Flight. Goddard (NASA). See seade on testitud ja on valmis paigaldamiseks.

Keskmine infrapuna instrument

Seade, mida kasutatakse lairiba pildistamine, st seda kaudu saadud kõige muljetavaldav pilt kõik vahendid "Webb". Teaduslikust seisukohast oleks kõige kasulikum mõõtmisel protoplanetaarsed kettaid ümber noori tähti, mõõtmise ja visualiseerimine enneolematu täpsuse Kuiperi vöö objektid ja tolm soojendatakse Starlight. Ta on ainus vahend krüogeenselt jahutati 7 K. Võrreldes Spitzer Space Telescope, see parandab tulemust 100 korda.

Tühimikuta spektrograafi NIR (NIRISS)

Seade hakkab tootma:

• lainurk-spektroskoopia lähisinfrapunases lainepikkuse (1,0-2,5 mikronit);
• Grism spektroskoopia üheks eesmärgiks nähtavas ja infrapunases piirkonnas (0,6-3,0 mikronit);
• maskeerimine ava interferometry lainepikkustel 3,8-4,8 mikronit (kus hinnanguline esimese tähed ja galaktikad);
• laialdane uuring kogu vaatevälja.

See tööriist on loodud Kanada Kosmoseagentuur. Kui möödud krüotehnilised katsetamine ta ka valmis integreeruda seadmed lahe teleskoobi.

päikesesirm

Space teleskoobid nad ei ole veel määratud. Üks hirmutav aspekte käivituse on kasutada täiesti uut materjali. Selle asemel, et jahutuse kogu kosmoselaev aktiivselt kasutades ühekordselt tarbitav külmutusagensi James Webb teleskoobi kasutab täiesti uut tehnoloogiat - 5-kiht päike kilp tuleb kasutusele võtta, et kajastada päikesekiirgus teleskoop. Viis 25-jala lehed titaani vardad on ühendatud ja paigaldatud pärast kasutuselevõttu teleskoop. Kaitse on testitud 2008. ja 2009. aastal. Ulatuslikke mudelid, osalevad laboriuuringute, läbi kõik nad pidid tegema siin Maal. See on ilus innovatsiooni.

Lisaks on ka uskumatu mõiste: mitte lihtsalt blokeerida valgust päike ja pane teleskoop varjus, ja teha seda nii, et kõik soojus kiirgab suunas, mis on vastupidine suund teleskoop. Iga viie kihid vaakumis ruumi muutub külm nagu kaugusele väljapoole veidi soojem kui pinnatemperatuur - umbes 350-360 K. viimase kihi temperatuur peaks langema 37-40 K, mis on külmem kui pinna öösel Pluuto.

Lisaks olulist võetud ettevaatusabinõud, et kaitsta seda kahjulikku keskkonda süvakosmosesse. Üks asi asjaga siin on väike veeris pebble suurus, liiv, tolm ja isegi vähem läbi planeetidevahelised ruumi lendavad kiirusega kümneid või isegi sadu tuhandeid km / h. Need Mikrometeoriidid suudavad prodelyvat tilluke, mikroskoopilised augud kõik nad kogevad: kosmoselaev, ruumi sobib, peeglid, teleskoobid ja palju muud. Kui peegel on ainult mõlgid või augud, veidi vähendada saadaval "heas valguses", päikesepaneel saab rebenenud ühest servast teise, mis muudab kogu kihi kasutu. Selle nähtuse vastu võitlemiseks geniaalne idee kasutada.

Kõik päikese kilp on jagatud sektsioonideks, nii et kui on väike vahe ühes, kahes või isegi kolm neist kihi ei rebeneks veelgi, kui luumurd auto tuuleklaasile. Eraldamis hoiab kogu struktuuri tervikuna on oluline, et vältida lagunemist.

Kosmoseaparaat: montaaži ja kontrollisüsteem

On tavaline komponent, nagu on kõigis ruumi teleskoobid ja teadusliku missioone. In JWST on unikaalne, vaid ka täiesti valmis. Kõik, mis on jäänud on peatöövõtja projekti ettevõte Northrop Grumman, - täielik kilp, kokku teleskoobi ja seda kontrollida. Seade on valmis alustama 2 aastat.

10 aastat avastus

Kui kõik hästi läheb, inimkonna on äärel suur teaduslikud avastused. Loor neutraalse gaasi, mis on ikka veel varju ülevaate varem tähed ja galaktikad on lahendatud Infrapunafunktsioonid "Webb" ja selle tohutu helendus. See on suurim, kõige tundlikum teleskoop suure lainepikkuse vahemikus 0,6-28 mikronit (inimese silm näeb 0,4-0,7 mikronit) kohta kunagi ehitatud. On oodata, et saada kümnendil tähelepanekud.

Vastavalt NASA, termin "Webb" missioon on 5,5-10 aastat. See on piiratud kogus kütust vaja säilitada orbiidil ja elektroonika elu ja seadmed karmis keskkonnas ruumi. Orbitaal teleskoop James Webb viib kütuse varu kogu 10-aastase tähtajaga ja 6 kuud pärast käivitamist on testitud, et tagada lennu, mis tagab 5 aastat teaduslikku tööd.

Mis võiks minna valesti?

Peamised piiravaks teguriks on kütuse kogus pardal. Kui see on valmis, satelliit triivivad eemale Lagrange punktis L2, tulevat kui kaootiline orbiidil väga lähedal Maa.

See kooma, võivad tekkida ja muud mured:

• peegeldab lagunemine, mis mõjutavad summa koguti valguse ja registreeri pildiobjektide, kuid ei kahjusta täiendavalt operatsiooni teleskoobi;
• ebaedu osaliselt või kõigi päikesetõkkega, mis tõstab temperatuuri kosmosesõidukite ning ahendab kasutatud lainepikkuste vahemikus väga lähisinfrapunases piirkonna (2-3 mikronit);
• crash jahutussüsteemi vahend keskel IR valikut, mis muudab kasutuskõlbmatuks, kuid ei mõjuta teiste vahenditega (0,6-6 mikronit).

Kõige raskem test, mis ootab James Webb teleskoop, - käivitada ja süstimine soovitud orbiidil. On need olukorrad on testitud ja läbinud edukalt.

Revolutsioon teaduses

Kui James Webb teleskoop töötab tavalises režiimis kütus on piisav tagamaks, et tema töö 2018-2028. Lisaks on olemas potentsiaal tankimine, mis laiendaks teleskoop elu teise kümnendi jooksul. Nii nagu "Hubble" opereeriti 25 aastat, siis JWST tagaks põlvkonna revolutsiooniline teadust. In oktoober 2018 raketi "Ariane 5" on orbiidil tuleviku astronoomia, mis pärast rohkem kui 10 aastat rasket tööd on juba tehtud, et hakata vilja kandma. Future ruumi teleskoobid peaaegu saabunud.