Џејмс Веб вселенски телескоп (James Webb Space Telescope): датум за подигнувањето, опрема

Со секоја дополнителна сантиметар решетката, секоја дополнителна вториот период на набљудување и секој дополнителен атом атмосфера, далеку од истражувањето поле телескоп, подобро, подлабоко и појасно ќе видите универзумот.

25 години на "Хабл"

Кога телескопот "Хабл" започна со работа во 1990 година, таа се отвори нова ера во астрономијата - простор. Веќе не мораше да се справи со атмосферата, облаците, или се грижите за електромагнетна трепкање. Сè што е потребно - да се распореди на сателит за цел да го стабилизира и да се соберат фотони. Над 25 години на просторот телескопи започна да ја покрие целата електромагнетниот спектар, со што се овозможи за прв пат да се разгледа на универзумот во секоја бранова должина на светлината.

Но, како што нашето знаење се зголеми, како и зголемување на нашето разбирање на непознатото. Натамошниот гледаме надвор во вселената, повеќе го гледаме длабоко минатото: ограничен износ на време од времето на Биг Бенг, во врска со конечната брзина на светлината обезбедува ограничување на она што може да се набљудуваат. Покрај тоа, проширување на просторот се работи против нас, се протега на брановата должина на светлината на ѕвездите како што тој патува низ вселената за нашите очи. Дури и на вселенскиот телескоп "Хабл", што ни дава најдлабоката, најспектакуларните фотографии од вселената, што сме го откриле, е ограничен во овој поглед.

"Хабл" Недостатоци

"Хабл" - неверојатна телескоп, но има некои основни ограничувања:

• Само 2,4 метри во дијаметар, што го ограничува неговата резолуција.
• Иако рефлектирачки материјали за обложување, што е постојано се изложени на директна сончева светлина, која се загрева. Ова значи дека се должи на термички ефекти, тој не може да се види на брановата должина на светлината повеќе од 1,6 микрони.
• Комбинацијата на ограничен отвор и брановата должина, на која тој е чувствителен, што значи дека телескоп може да не гледаат галаксијата постари од 500 милиони години.

Овие галаксии се совршени, досега постоеле кога универзумот бил само околу 4% од сегашната возраст. Но ние знаеме дека ѕвездите и галаксиите постоеле порано.

Да се види тоа, телескопот треба да имаат поголема чувствителност. Ова значи дека процесот на транзиција кон подолги бранови должини и пониски температури од "Хабл". Тоа е причината зошто, и создаде Џејмс Веб вселенски телескоп.

Изгледите за наука

Џејмс Веб вселенски телескоп (JWST) е дизајниран за да се надминат овие ограничувања е: со 6,5 метри дијаметар телескоп собира 7 пати повеќе светлина од "Хабл". Тоа ја отвора можноста за ултра-висока резолуција спектроскопија од 600 nm до 6 микрони (4 пати поголем од брановата должина, што е во можност да се види на "Хабл") да се придржува на средината инфрацрвениот регион со висока чувствителност од кога било досега. JWST користи пасивно ладење на температура на површината на Плутон и е во можност активно да се излади на средината на инфрацрвени уреди до 7 К. телескоп Џејмс Веб ќе го прават тоа можно да се направи науката како никој пред тоа не е направено.

Тој ќе:

• набљудуваат првите галаксии некогаш формирани;
• видлив преку неутрална истрага на гас и првата ѕвезда reionization вселената;
• извршување на спектроскопски анализи од првите ѕвезди (III население), која е формирана по Големата експлозија;
• добиете неверојатни изненадувања, како и откривањето на најстарите супермасивни црни дупки и квазарите во универзумот.

ниво на истражување JWST не е слична на онаа во минатото, така и на телескопот беше избран како предводник на 2010s мисија на НАСА.

научни ремек-дело

Од техничка гледна точка, новиот Џејмс Веб телескопот е вистинско уметничко дело. Проектот помина долг пат: имаше буџет пречекорување, распоред одложувања и ризик на откажување на проектот. По интервенција на новото раководство не се сменило. Проектот одеднаш стекнато како часовници, средства беа наменети, изнесува грешки, пропусти и проблеми, и тимот почна да се пакува JWST во сите услови, распоредот и буџетските ограничувања. Лансирањето е закажана за октомври 2018 година во ракета "Аријана 5". Тимот не само што ја следи распоредот, таа има за девет месеци за да се овозможи секоја неочекувана ситуација која беше сите собрани и подготвени за овој датум.

Џејмс Веб телескопот се состои од четири главни делови.

оптичка единица

Тоа ги вклучува сите огледала, од кои повеќето ефективни осумнаесет позлатени сегментирани примарно огледало. Тие ќе се користат да се соберат на далечни ѕвездената светлина и да се фокусира своите инструменти за анализа. Сите овие огледала сега се подготвени и совршен, направен според распоредот. На крајот на собранието ќе се здипли во компактен дизајн за да се работи на растојание од повеќе од 1 милион километри од Земјата до точка на L2 Лагранж, а потоа автоматски да се формира структура саќе, која за многу години ќе се соберат Излезни светлина. Тоа е навистина убава работа и успешен исход на титански напори на многу специјалисти.

Багаж во близина на инфрацрвена

"Веб" е опремен со четири научни инструменти кои се подготвени за 100%. Главната камера е камерата на телескопот во близина на инфрацрвен спектар, од видливата светлина до длабоко портокалово-инфрацрвена регионот. Тоа ќе обезбеди слика без преседан од најстарите ѕвезди, најмладите галаксии кои се уште се во процес на формирање, младите ѕвезди на Млечниот Пат и блиските галаксии, стотици нови објекти во Кајперовиот појас. Тој е оптимизиран за директно снимање на планети околу други ѕвезди. Ова ќе биде главната камера, што се користи од страна на повеќето набљудувачи.

Во близина на инфрацрвена спектрограф

Оваа алатка не само што го одделува светлината во поединечните бранови должини, но е во состојба да го стори тоа за повеќе од 100 индивидуални објекти во исто време! Овој уред е универзален спектрограф "Веб", кои можат да работат во 3 различни режими спектроскопија. Таа била изградена од страна на Европската вселенска агенција, но многу компоненти, вклучувајќи детектори и мулти-вентил батерија, обезбедени од страна на Центарот за вселенски летови. Goddard (НАСА). Овој уред е тестиран и е подготвен за инсталација.

Средината на инфрацрвена инструмент

Уредот да се користи за широкопојасен слики, односно дека ќе се добијат преку најимпресивните слика со сите инструменти на "Веб". Од научна гледна точка, тоа ќе биде многу корисно за мерење на protoplanetary дискови околу млади ѕвезди, мерење и визуелизација со невидена прецизност Кајперовиот појас објекти и прашина загрева со ѕвездена светлина. Тој е само алатка со криогенско ладен до 7 К. Во споредба со вселенскиот телескоп Спицер, тоа ќе се подобри резултатите во 100 пати.

Без празнини, спектрограф NIR (NIRISS)

Уредот ќе произведува:

• широк-спектроскопија во близина на инфрацрвена регионот на бранова должина (1,0-2,5 микрони);
• Grism спектроскопија еден објект во видливиот и инфрацрвени опсег (0,6-3,0 микрони);
• маскирање решетка интерферометрија на бранови должини од 3,8-4,8 микрони (каде што се очекува првите ѕвезди и галаксии);
• истражувањето на целото видно поле на широк опсег.

Оваа алатка е создадена од страна на Канадската вселенска агенција. По донесувањето на употреба при ниски температури тестирање, тој, исто така, ќе бидат подготвени да се интегрираат во заливот на опремата на телескопот.

sunshield

Простор телескопи се уште не се именувани. Еден од најпознатите застрашувачки аспекти на било стартување е да се користи сосема нов материјал. Наместо ладење на целиот вселенски летала активно користење на еднократна потрошни ладење, телескоп Џејмс Веб користи сосема нова технологија - 5-слој сонцето штит ќе бидат распоредени за да ја одрази сончева радијација од телескопот. Пет 25-метарски листови титаниум прачки се поврзани и инсталиран по распоредувањето на телескопот. Заштитата е тестирана во 2008 година и 2009 година. Полно работно макети, кои учествуваат во лабораториски тестови, врши сите тие морале да го направите овде на Земјата. Ова е прекрасен иновациите.

Покрај тоа, таа е исто така неверојатен концепт: не само да го блокираат светлината од сонцето и да се стави телескоп во сенка, и да ја направат така што сите топлина зрачи во насока спротивна на ориентацијата на телескопот. Секоја од пет слоеви во вакуум простор ќе стане ладно како растојание од надвор да биде малку потопло од температурата на површина - околу 350-360 К. температура последниот слој треба да се намали за 37-40 К, кој е постудено од површината во текот на ноќта Плутон.

Покрај тоа, значајни мерки преземени за да се заштити од негативните средина на длабоката вселена. Една од работите што треба да се во прашање тука се мали камчиња големина камче, песок, прашина, а уште помалку преку меѓупланетарниот простор лета со брзина од десетици или дури стотици илјади км / ч. Овие micrometeorites се во можност prodelyvat мали, микроскопски дупчиња во се што се судрите: летало, простор костуми, огледала, телескопи и многу повеќе. Ако огледалото ќе имаат само вдлабнатини или дупки, малку да се намали износот на достапни "добра светлина", соларен панел може да биде растргната од крај до крај, што ќе го направи целиот слој бескорисни. За борба против оваа појава беше искористена брилијантна идеја.

Сите соларни штит е поделен на делови, така што, ако има мала празнина во една, две или дури три од овие, слој не ќе солза понатаму, како фрактура на шофершајбната на автомобилот. Поделбата ќе го задржи на целата структура на целина, важно е да се спречи деградација.

Леталото: системот за контрола на Собранието и

Тоа е обична компонента, како што е во сите вселенски телескопи и научни мисии. Во JWST е уникатен, но исто така, целосно подготвени. Сите што е лево е општо изведувачот на проектот компанија Нортроп Груман, - заврши штит, да се соберат на телескоп и да го провериш. Уредот ќе биде подготвена да започне во 2 години.

10 години од откривањето

Ако се оди добро, човештвото се наоѓа на работ на големи научни откритија. Превезот на неутрален гас, кој се уште е во сенка преглед на првите ѕвезди и галаксии, се реши инфрацрвени способности "Веб" и нејзината огромна луминозноста. Ова ќе биде најголемиот, повеќето чувствителни телескоп со голем опсег на бранова должина 0,6-28 микрони (човечкото око го гледа 0,4-0,7 микрони) на некогаш бил изграден. Тоа се очекува да обезбеди една деценија на набљудувања.

Според НАСА, терминот мисија "Веб" ќе биде 5,5-10 години. Таа е ограничена само на износот на гориво што треба да се одржи орбита, и електроника живот и опрема во суровата средина на просторот. Орбиталниот телескоп Џејмс Веб ќе го носи залихи на гориво за целиот рок од 10 години и 6 месеци по лансирањето ќе бидат тестирани за да се обезбеди на летот, што гарантира 5 години научна работа.

Што би можело да тргне наопаку?

Главните ограничувачки фактор е количеството на гориво на одборот. Кога се заврши, на сателит ќе лебдат далеку од точка L2 на Лагранж, влегувајќи како хаотична орбита, многу блиску до Земјата.

Ова кома, можат да се појават и други проблеми:

• огледала деградација, кои влијаат на износот на собрани светлина и да се создаде слика артефакти, но нема да ја оштети натамошното работење на телескоп;
• неуспехот на дел или вкупно затемнување на екранот, кои ќе ја подигне температурата на леталото, и го стеснува опсегот на бранова должина се користи за да се многу блиску до инфрацрвениот регион (2-3 микрони);
• ладење паѓање на системот алатка за средината на IR спектар, што го прави недостоен за употреба, но не влијае на други алатки (0.6 за да се 6 микрони).

Најтешкиот тест кој чека на Џејмс Веб телескопот, - лансирање и инјекција во саканата орбита. Тоа е овие ситуации биле тестирани и помина успешно.

Револуција во науката

Ако телескоп Џејмс Веб ќе работи во нормален режим, горивото е доволно за да се обезбеди дека неговата работа 2018-2028. Покрај тоа, постои потенцијал за гориво, со што ќе се продолжи животниот век на телескопот за уште една деценија. Исто како што на "Хабл" се работи за 25 години, JWST ќе се обезбеди производство на револуционерна наука. Во октомври 2018 година ракета "Аријана 5" ќе орбитира околу иднината на астрономијата, која, по повеќе од 10 години напорна работа е веќе направено за да почнат да вроди со плод. Идните вселенски телескопи речиси пристигнал.