James Webb kosminis teleskopas (James Webb kosminis teleskopas): paleidimo datos, įranga

Už kiekvieną papildomą centimetrų diafragma, kiekvieno papildomo antrojo stebėjimo laikotarpį ir kiekvienų papildomų atom Atmosferos, nutolę nuo lauko tyrimo teleskopas, geriau, giliau ir aiškiau pamatysite visatą.

25 metų "Hubble"

Kai teleskopas "Hubble" pradėjo veikti 1990 metais, jis pradėjo naują erą astronomija - erdvę. Nebeturėjo kovoti su atmosfera, debesys, ar nerimauti elektromagnetinio mirgėjimo. Viskas ko reikia - tai dislokuoti palydovo tikslinėms stabilizuoti ją ir surinkti fotonus. Daugiau nei 25 metų kosminių teleskopų pradėjo apimti visą elektromagnetinio spektro, kuris leido pirmą kartą apsvarstyti visatą kiekvieno šviesos bangos ilgį.

Bet kaip mūsų žinios išaugo ir padidėjo mūsų supratimą apie nežinią. Kuo toliau, mes atkreipti dėmesį į visatą, tuo labiau matome didelį praeitį: baigtinio laiko nuo pat Didžiojo sprogimo, kartu su baigtinio šviesos greitis suteikia apribojimų, ką mes galime stebėti. Be to, vietos plėtra pati dirba prieš mus, tempimo šviesos bangos žvaigždžių, kaip jis keliauja per visatą mūsų akis. Net kosminis teleskopas "Hubble", kuri suteikia mums giliausias, labiausiai įspūdingi vaizdai visatos, kad mes kada nors atrado, apsiriboja šiuo atžvilgiu.

"Hubble" Trūkumai

"Hablo" - nuostabi teleskopas, tačiau ji turi keletą pagrindinių trūkumų:

• Tiesiog 2,4 m skersmens, kuris riboja jo raišką.
• Nors atspindinčios dangos medžiagų, ji yra nuolat veikiami tiesioginių saulės spindulių, kuri yra šildomas. Tai reiškia, kad dėl šilumos poveikio, jis negali žiūrėti šviesos daugiau nei 1,6 mikronų bangos.
• Ribotos diafragma ir bangos derinys, su kuriuo jis yra jautrus, o tai reiškia, kad teleskopas gali matyti galaktikos ne vyresni nei 500 milijonų metų.

Šios galaktikos yra tobula, kas egzistavo, kai visata buvo tik apie 4% jos dabartinio amžiaus. Bet mes žinome, kad žvaigždės ir galaktikos egzistavo ir anksčiau.

Norėdami pamatyti ją, teleskopas turėtų turėti didesnį jautrumą. Tai reiškia, pereiti prie ilgesnių bangų ilgis yra ir žemesnėje temperatūroje, nei "Hubble". Štai kodėl, ir sukūrė James Webb Space Telescope.

Perspektyvos mokslo

James Webb kosminis teleskopas (JWST) yra skirtas įveikti šiuos apribojimus yra: su 6,5 m skersmens teleskopas surenka 7 kartus daugiau šviesos nei "Hubble". Tai atveria itin aukštos rezoliucijos spektroskopijos nuo 600 nm iki 6 mikronų (4 kartus didesnis nei bangos, kuri galima pamatyti "Hubble") laikytis viduryje infraraudonųjų regioną su didesniu jautrumu nei kada nors anksčiau galimybę. JWST naudoja pasyvų aušinimą, kad paviršiaus temperatūra Plutono ir sugeba aktyviai atvėsti vidurio infraraudonųjų spindulių įrenginius iki 7 K. teleskopo James Webb leis daryti mokslą kaip niekas prieš tai nebuvo padaryta.

Jis bus:

• laikytis ankstyviausius galaktikas kada susiformavo;
• matomas per neutralią dujų zondo ir pirmą žvaigždė reionization visatos;
• atlikti spektroskopinio analizę pirmųjų žvaigždžių (gyventojų III) susiformavo po Didžiojo sprogimo;
• gauti nuostabius netikėtumų, kaip ir pirmųjų atradimų supermasyvias juodąsias skyles ir kvazarų visatoje.

Lygis tyrimai JWST nėra panašus į praeityje, ir taip teleskopas buvo pasirinkta kaip NASA flagmanas misijos 2010-.

mokslo šedevras

Nuo techniniu požiūriu, naujasis James Webb teleskopas yra tikras meno kūrinys. Projektas praėjo ilgą kelią: buvo biudžeto perviršį, tvarkaraštis vėlavimas ir rizikos panaikinimo projektą. Po naujojo lyderio intervencijos pasikeitė. Projektas staiga įgijo kaip laikrodžiai, lėšos buvo skirtos, sudarė klaidų, gedimų ir problemų, ir komanda pradėjo pakavimo JWST visomis sąlygomis, grafikų ir biudžeto apribojimus. Paleidimo planuojama 2018 spalio raketa "Ariane 5". Komanda ne tik seka tvarkaraštį, ji turi palikti devynis mėnesius, kad būtų galima bet netikėtai situacijai, kuri buvo visa surinkta ir paruošta šios datos.

James Webb teleskopas susideda iš keturių pagrindinių dalių.

optinio įtaiso

Ji apima visų veidrodžių, iš kurių efektyviausias aštuoniolika paauksuota segmentuoti pagrindinis veidrodis. Jie bus naudojami surinkti toli Starlight ir sutelkti savo priemones analizei. Visi šie veidrodžiai dabar pasiruošę ir puikiai, pagamintas tiesiai ant grafiko. Pasibaigus surinkimas jie bus sulankstyti į kompaktišką dizainą pabaigoje, veikia ne daugiau nei 1 mln kilometrų atstumu nuo Žemės iki L2 Lagrange taško, o tada automatiškai įjungti suformuoti korio struktūrą, kuri jau daugelį metų rinks Išorinio šviesą. Tai tikrai gražus dalykas ir sėkmingas Titaniko pastangų daugelio specialistų.

Bagažas netoli infraraudonųjų spindulių

"Webb" yra įrengtos keturios mokslinių instrumentų, kurie yra pasiruošę 100%. Pagrindinis fotoaparatas yra teleskopo šalia IR diapazone kamera, nuo matomos šviesos giliai oranžinės infraraudonųjų spindulių regione. Ji teiks beprecedentę vaizdą pirmųjų žvaigždžių, jauniausi galaktikos, kad vis dar yra formavimosi procesą, jauni žvaigždės Paukščių Take ir netoliese galaktikų, šimtai naujų objektų Koiperio juosta. Jis yra optimizuotas tiesioginio vaizdo planetų aplink kitas žvaigždes. Tai bus pagrindinis fotoaparatas, naudoja dauguma stebėtojų.

Netoli infraraudonųjų spindulių spektrografu

Ši priemonė ne tik atskiria šviesą į atskirus bangos ilgio, bet gali tai padaryti už daugiau nei 100 atskirų objektų, tuo pačiu metu! Šis prietaisas yra universalus spektrograf "Webb", kuris gali veikti 3 skirtingų režimų spektroskopija. Jis buvo pastatytas Europos kosmoso agentūra, bet daug komponentų, įskaitant detektoriai ir kelių vožtuvo baterija, kurį suteikė už kosminių skrydžių centro. Goddard (us). Šis prietaisas buvo išbandytas ir paruoštas montavimui.

Vidutinės infraraudonųjų spindulių priemonė

Įtaisas turi būti naudojamas plačiajuosčio vaizdo, t.y. jis bus gaunamas per įspūdingiausių vaizdą su visais priemonių "Webb". Iš moksliniu požiūriu, tai būtų labiausiai naudinga matuojant protoplanetary diskus aplink jaunų žvaigždžių, matavimas ir vizualizacija su precedento tikslumo Koiperio juosta objektų ir dulkių šildomas Starlight. Jis yra tik įrankis su kriogeniškai atšaldomas iki 7 K. Palyginti su Spitzer kosminis teleskopas, tai pagerins Į 100 kartų rezultatus.

Be tarpas Spektrograf NIR (NIRISS)

Prietaisas gamins:

• plataus spektroskopija artimiausioje infraraudonųjų spindulių bangų ilgio regione (1,0-2,5 mikronų);
• Grism spektroskopija vienas objektas matomame ir infraraudonųjų spindulių diapazone (0,6-3,0 mikronų);
• maskavimo apertūros interferometrinis bangos ilgiai yra nuo 3,8 - 4,8 mikronų (kur numatomą pirmojo žvaigždžių ir galaktikų);
• platus tyrimas visą matymo lauką.

Šis įrankis buvo sukurtas Kanados kosmoso agentūra. Pravažiavus kriogeninio bandymus jis taip pat bus pasirengę integruotis į įrangos įlankos teleskopo.

SUNSHIELD

Kosminių teleskopų jie dar nepaskyrė. Vienas iš labiausiai bauginančių aspektų bet paleidus yra naudoti visiškai naują medžiagą. Vietoj aušinimo visą erdvėlaivių aktyviai naudojant vienkartinį sudegančius šaltnešis, James Webb teleskopas naudoja visiškai naują technologiją - 5-sluoksnis saulės skydas turi būti naudojami siekiant atspindėti saulės spindulius nuo teleskopo. Penki 25 pėdų lakštai titano strypai yra prijungti ir įrengtas po dislokacijos teleskopą. Apsauga buvo išbandytas 2008 ir 2009 m. Visas masto modeliai, dalyvaujantis laboratorinių tyrimų, atliekami visi jie turėjo padaryti čia Žemėje. Tai gražus naujoves.

Be to, ji taip pat yra neįtikėtinai koncepcija: ne tik blokuoti šviesą nuo saulės ir įdėti teleskopas pavėsyje, ir padaryti taip, kad visi šilumos spinduliuotės kryptimi priešinga prie teleskopo orientacijos. Kiekvienas iš penkių sluoksnių dulkių erdvėje taps šalta, kaip atstumas iš išorės šiek tiek šilčiau nei paviršiaus temperatūra - maždaug 350-360 K. paskutinis sluoksnis temperatūra turėtų nukristi iki 37-40 K, kuris yra šaltesnis nei naktį paviršiaus Plutonas.

Be to, reikšmingi atsargumo priemonių, siekiant apsaugoti jį nuo neigiamo aplinkos giliai erdvėje. Vienas iš dalykų čia būti atitinkamų yra mažyčiai akmenukai akmenukas dydis, smėlio, dulkių ir dar mažiau per Tarpplanetinė erdvė plaukioja esant dešimtis ar net šimtus tūkstančių km / h greičiu. Šie micrometeorites gali prodelyvat mažytės, mikroskopiniai skyles visko, ką jie susiduria: erdvėlaiviai plotas kostiumai, veidrodžiai, teleskopai ir daug daugiau. Jei veidrodis turės tik įlenkimai ar skyles, šiek tiek sumažinti turimų "gera šviesa" sumą, saulės skydelis gali būti suplėšyti nuo krašto iki krašto, kuris leis visą sluoksnis nenaudingas. Kovoti su šiuo reiškiniu buvo naudojamas puiki idėja.

Visi saulės skydas buvo suskirstyti į skirsnius, kad, jei yra mažas tarpelis vienas, du ar net tris iš jų, sluoksnis nebus ašarų toliau, kaip automobilio priekinio stiklo lūžio. Žymėjimo laikys visą struktūrą apskritai, svarbu, kad būtų išvengta degradaciją.

Erdvėlaiviai: surinkimo ir kontrolės sistema

Tai yra įprasta komponentas, nes yra visų kosminių teleskopų ir mokslinių misijų. Be JWST yra unikali, bet taip pat visiškai pasirengę. Viskas, kas liko yra generalinis rangovas projekto bendrovės "Northrop Grumman, - visiškai skydas, surinkti teleskopą ir check it out. Prietaisas bus pasirengusi pradėti per 2 metus.

10 metų atradimu

Jei viskas vyks gerai, žmonija yra ant didžiųjų mokslinių atradimų slenksčio. Neutralaus dujų šydas, kuris vis dar temdo apžvalga pirmųjų žvaigždžių ir galaktikų, bus išspręsta infraraudonųjų spindulių galimybes "Webb" ir jo milžiniškas šviesumas. Tai bus didžiausias, pats jautriausias teleskopas su dideliu bangų ilgio diapazonas yra nuo 0,6 iki 28 mikronų (žmogaus akis mato nuo 0,4 iki 0,7 mikronų) kada nors pastatytų. Tikimasi, kad pateikti pastabas dešimtmetį.

Pasak NASA, terminas "Webb" misija bus nuo 5,5 iki 10 metų. Tai yra tik kuro kiekį, reikalingą išlaikyti orbitą ir elektronikos gyvenimo ir įrangos atšiaurioje aplinkoje erdvėje. Orbitinės teleskopas James Webb atliks kuro atsargų už visą 10 metų laikotarpiui, o 6 mėnesių po starto bus išbandyta siekiant užtikrinti skrydį, kuris garantuoja 5 metų mokslinio darbo.

Kas galėtų suklysti?

Pagrindinis ribojantis veiksnys yra kuro laive suma. Kai jis bus baigtas, palydovinės bus dreifas nuo Lagrange taško L2, ateina kaip chaotiškos orbitos labai arti Žemės.

Tai koma, gali atsirasti ir kitų bėdų:

• veidrodžiai degradaciją, kurie turi įtakos surinktų šviesos kiekį ir sukurti vaizdo artefaktus, bet nebus pažeisti tolesnį veikimą teleskopo;
• nepakankamumas dalį arba visą saulės ekrano, kuris bus padidinti erdvėlaivio temperatūrą, ir susiaurinama naudojamas bangos ilgio diapazone, kad labai arti infraraudonųjų spindulių regionas (2-3 mikronų);
• avarijos aušinimo sistemos įrankių vidurio-IR diapazonas, o tai leidžia netinkami naudoti, tačiau neturi įtakos kitus įrankius (0,6 iki 6 mikronų).

Sunkiausia testas, kuris laukia James Webb teleskopą, - pradžią ir injekcijos į norimą orbitą. Būtent šios situacijos buvo išbandyta ir sėkmingai išlaikė.

Revoliucija moksle

Jei James Webb teleskopas dirbs įprastu režimu, kuro yra pakankamai užtikrinti, kad jo darbas nuo 2018 2028. Be to, egzistuoja galimybė degalų, kurie būtų pratęsti teleskopo gyvenimą į kitą dešimtmetį. Lygiai taip pat buvo eksploatuojama "Hablo" 25 metų JWST užtikrintų kartos revoliucinis mokslo. 2018 spalio mėn vežėjas raketa "Ariane 5" bus orbita apie astronomiją, kuri po daugiau nei 10 metų sunkaus darbo jau padaryta, kad pradeda duoti vaisių ateitį. Ateities plotas teleskopai beveik atvyko.