James Webb Space Telescope (James Webb Space Telescope) palaišanas datums, iekārtas

Ar katru nākamo centimetru atvērumu, katra papildu otro novērošanas periodu un katra papildus atoma atmosfēras traucējumi, tālvadības no lauka apsekojuma teleskopu, labāk, dziļāk un skaidrāk redzēsiet Visumu.

25 gadi "Hubble"

Kad teleskops "Hubble" sāka darboties 1990.gadā, tā atklāja jaunu ēru astronomijā - telpu. Vairs nācās tikt galā ar atmosfēru, mākoņiem, vai jāuztraucas par elektromagnētisko mirgošanas. Viss, kas ir vajadzīgs - ir izvietot satelītu uz mērķi, lai stabilizētu, un, lai savāktu fotoni. Vairāk nekā 25 gadus teleskopiem sāka aptvert visu elektromagnētisko spektru, kas ļāva pirmo reizi izskatīt Visumu katrā viļņa garuma gaismas.

Bet kā mūsu zināšanas ir palielinājies, un palielinātu mūsu izpratni par nezināmo. Jo tālāk mēs skatāmies ārā Visumu, jo vairāk mēs redzam dziļu pagātni: ierobežots laiku kopš Lielā sprādziena, kopā ar ierobežotas gaismas ātrumu nodrošina ierobežojumu, ko mēs varam novērot. Turklāt augošais kosmosa pats strādā pret mums, stiepjas viļņu garumu gaismas zvaigznēm, kā viņš ceļo pa Visumu mūsu acīs. Pat kosmosa teleskopu "Hubble", kas dod mums dziļākais, visievērojamāko attēli visuma ka mēs jebkad esam atklātas, tiek ierobežota šajā sakarā.

"Hubble" Trūkumi

"Hubble" - pārsteidzošs teleskops, bet tas ir daži būtiski ierobežojumi:

• Tikai 2,4 m diametrā, kas ierobežo tās risinājumu.
• Kaut atstarojošu pārklājuma materiāliem, tas ir nepārtraukti pakļauts tiešai saules staru, kas silda. Tas nozīmē, ka sakarā ar termisko efektu, viņš nevar skatīties viļņa garumu gaismas ir vairāk nekā 1,6 mikroniem.
• Ierobežotas apertūras un viļņa garuma kombinācija, ar kuru tā ir jutīga, kas nozīmē, ka teleskops var redzēt galaktikā ne vecāks par 500 miljoniem gadu.

Šīs galaktikas ir ideāls, daudz pastāvēja laikā, kad visums bija tikai aptuveni 4% no pašreizējā vecuma. Bet mēs zinām, ka zvaigznes un galaktikas pastāvēja pirms tam.

Lai redzētu to, teleskops būtu augstāka jutību. Tas nozīmē, ka pāreja uz viļņu garums un zemākas temperatūras, nekā ar "Hubble". Tas ir iemesls, kāpēc, un radīja James Webb Space teleskops.

Perspektīvas zinātnei

James Webb Space Telescope (JWST) ir paredzēts, lai pārvarētu šos ierobežojumus, ir: ar 6,5 m diametru teleskops savāc 7 reizes vairāk gaismas nekā "Hubble". Tas paver iespēju ultra-augstas izšķirtspējas spektroskopijas no 600 nm līdz 6 mikroniem (4 reizes lielāki nekā viļņa garumu, kas spēj redzēt "Habla") ievērot vidējo infrasarkano reģions ar augstāku jutību nekā jebkad agrāk. JWST izmanto pasīvās dzesēšanas uz virsmas temperatūra Plutonu un spēj aktīvi atdzist vidus infrasarkanās ierīces līdz 7. K. teleskopa Džeimsa Veba ļaus darīt zinātni kā neviens pirms tas netiek darīts.

Viņš būs:

• ievērot agrākos galaktikas jebkad sastādīts;
• redzams caur neitrālo gāzes zondi un pirmo star reionization Visumā;
• veikt spektroskopijas analīzi par pirmajām zvaigznēm (iedzīvotāju III), kas veidojas pēc Lielā sprādziena;
• saņemt apbrīnojamo pārsteigumi, piemēram, atklāšanas ātrāk supermasīvi melnajiem caurumiem un kvazāru Visumā.

Līmenis pētījums JWST nav līdzīga tai, kas pagātnē, un tā teleskops tika izvēlēts kā NASA galvenais misijas 2010s.

zinātniskā šedevrs

No tehniskā viedokļa, jaunais James Webb teleskopu ir īsts mākslas darbs. Projekts ir pagājis garu ceļu: tur bija budžeta pārtēriņus, grafiku kavēšanās un atcelšanas risku projektu. Pēc tam, kad iejaukšanās jauno vadību ir mainījusies. Projekts pēkšņi ieguva kā pulkstenis, līdzekļi tika piešķirti, veidoja kļūdas, nepilnības un problēmas, un komanda sāka iepakojuma JWST visās izteiksmē, grafikiem un budžeta ierobežojumiem. Uzsākšana ir plānota 2018. gada oktobrī raķete "Ariane 5". Komanda ne tikai seko grafiku, viņai ir deviņi mēneši pa kreisi, lai ļautu jebkurai negaidītu situāciju, ka viss tika vākti un gatavi par šo datumu.

James Webb teleskops sastāv no četrām galvenajām daļām.

optiskais bloks

Tā ietver visus spoguļus, no kuriem visefektīvākais astoņpadsmit zeltījums segmentēti primāro spoguli. Tie tiks izmantoti, lai savāktu tālā Starlight un koncentrēt savus instrumentus analīzei. Tagad visi šie spoguļi ir gatavi un perfekts, izgatavots tieši uz grafiku. Beigās montāžas tie tiks salocītu kompaktu dizainu, kas darbojas attālumā vairāk nekā 1 miljonu kilometru attālumā no Zemes līdz L2 Lagranža punktu, un tad automātiski ieslēdzas, lai veidotu izcaurumot struktūru, kas jau daudzus gadus apkopos Izejošo gaismu. Tas ir patiešām skaista lieta un veiksmīgs iznākums Titānika centieni daudzu speciālistu.

Bagāžas nodalījuma netālu infrasarkano

"Webb" ir aprīkota ar četriem zinātniskajiem instrumentiem, kas ir gatavi par 100%. Galvenā kamera ir kamera no teleskopa netālu IR diapazonā, no redzamās gaismas līdz tumši oranži-infrasarkano reģionā. Tas sniegs nebijušu priekšstatu ātrāk zvaigznēm, jaunākie galaktikas, kas joprojām ir veidošanās procesā, jaunas zvaigznes no Piena Ceļa un tuvākajām galaktikām, simtiem jaunu objektu Kuipera jostas. Tā ir optimizēta tiešai attēlveidošanas planētas ap citām zvaigznēm. Tas būs galvenais kamera, ko lielākā daļa novērotāju izmantots.

Blakus Infrasarkanās spektrogrāfs

Šis rīks ir ne tikai atdala gaismu vērā atsevišķu viļņu garumiem, bet spēj izdarīt vairāk nekā 100 atsevišķu objektu, tajā pašā laikā! Šī ierīce ir universāla spektrogrāfs "Webb", kas var darboties ar 3 dažādiem režīmiem spektroskopiju. Tā tika uzbūvēta ar Eiropas Kosmosa aģentūru, bet daudziem komponentiem, ieskaitot detektoriem un multi-vārstu baterijas, ko centrs Kosmosa lidojumu sniegtajiem. Goddard (NASA). Šī ierīce ir pārbaudīta, un ir gatavs uzstādīšanai.

Mid-infrasarkano instruments

Ierīce, ko izmanto platjoslas attēlu, proti, tas tiks iegūta, izmantojot visvairāk iespaidīgs attēlu ar visiem instrumentiem "Veba". No zinātniskā viedokļa, tas būtu ļoti noderīgi, mērot protoplanetārā diskus ap jaunām zvaigznēm, mērīšanu un vizualizāciju nebijušu precizitātes Kuipera joslas objekti un putekļiem silda zvaigžņu gaisma. Viņš ir vienīgais līdzeklis, ar kriogēni atdzesēts līdz 7 K. Salīdzinājumā ar Spitzera kosmosa teleskopa, tas uzlabos rezultātus 100 reizes.

Gapless spektrogrāfs NIR (NIRISS)

Ierīce ražos:

• wide-spektroskopijas tuvā infrasarkanā starojuma reģionā (1,0-2,5 mikronu);
• Grism spektroskopijas viens objekts redzamā un infrasarkanā diapazonā (0,6-3,0 mikronu);
• masking apertūras interferometrijas ar viļņu garumu no 3,8 - 4,8 mikroniem (kur gaidāmo pirmās zvaigznes un galaktikas);
• plaša diapazona aptauja visa laukā.

Šis rīks tika izveidota ar Kanādas Kosmosa aģentūra. Pēc garām kriogēno testēšana viņš būs gatavs integrēt iekārtu līcī teleskopu.

saulessargs

Kosmosa teleskopi tie vēl nav iecelti. Viens no visvairāk biedējoši aspektiem jebkuras startēšanas ir izmantot pilnīgi jaunu materiālu. Tā vietā, lai dzesēšanas visu kosmosa aktīvi izmantojot vienreizējās patērējamu dzesēšanas šķidrumu, James Webb teleskopu izmanto pilnīgi jaunu tehnoloģiju - 5-slāņu saules vairogs jāizvieto, lai atspoguļotu saules starojumu no teleskopu. Pieci 25 pēdu loksnes titāna stieņi ir saistīti, un uzstādītas pēc izvietošanas teleskopu. Aizsardzība ir pārbaudīta 2008. un 2009. gadā. Pilna mēroga modeļi, piedaloties laboratorijas testus, ko veic visi viņi bija darīt šeit uz Zemes. Tas ir skaists inovācijas.

Turklāt tas ir arī neticami jēdziens: nevis vienkārši bloķēt gaismu no saules un nodot teleskops ēnā, un dara to tā, ka viss siltums tiek izstarots virzienā pretējā orientācijai teleskopa. Katrs no pieciem slāņiem vakuuma telpā būs auksti, jo attālums no ārpuses ir nedaudz siltāks nekā virsmas temperatūra - aptuveni 350-360 K. pēdējā slāņa temperatūra ir samazinājies līdz 37-40 K, kas ir aukstāks nekā virsmu naktī Plutons.

Turklāt būtiskas piesardzības pasākumus, lai pasargātu to no nelabvēlīgu vides dziļā kosmosa. Viena no lietām, kas attiecīgajām šeit ir mazi oļi oļi izmērs, smiltis, putekļi un vēl mazāk ar starpplanētu telpā peld ar ātrumu desmitiem vai pat simtiem tūkstošu km / h. Šie micrometeorites spēj prodelyvat mazi, mikroskopiski caurumi visu, ko viņi sastopas: kosmosa kuģi, kosmosa kostīmi, spoguļi, teleskopi un vēl daudz vairāk. Ja spogulis ir tikai iespiedumi vai caurumi, nedaudz samazināt pieejamo "labā apgaismojumā", saules panelis var tikt saplēsts no vienas malas uz otru, kas padarīs visu slāni bezjēdzīgi. Lai cīnītos ar šo parādību, tika izmantota lieliska ideja.

Visi saules vairogs ir sadalīta nodaļās tā, ka, ja ir neliela plaisa vienā, divās vai pat trīs no tiem, slānis nebūs asaru tālāk, kā lūzumu vējstikla automašīnu. Sadalīšana turpinās visu struktūru kopumā, ir svarīgi, lai novērstu degradāciju.

Kosmiskie aparāti: montāžas un kontroles sistēma

Tā ir parasta sastāvdaļa, jo ir visu kosmosa teleskopus un zinātniskajām misijām. In JWST ir unikāls, bet arī pilnībā sagatavoti. Viss, kas ir palicis, ir ģenerāluzņēmējs projekta kompānijas Northrop Grumman, - pilnīga vairogs, montēt teleskopu un to pārbaudīt out. Ierīce būs gatava sākt 2 gadu laikā.

10 gadi atklāšana

Ja viss iet labi, cilvēce ir uz draudēja lielu zinātnisku atklājumu. Ar neitrālu gāzi plīvuru, kas joprojām aizēno pārskatu ātrāk zvaigžņu un galaktiku, ir atrisināta infrasarkanos spējas "Webb", un tās milzīgo dzidrumu. Tas būs lielākais, visvairāk jutīgas teleskops ar lielu viļņu garumu diapazonā no 0,6 līdz 28 mikroniem (cilvēka acs redz no 0,4 līdz 0,7 mikroniem) jebkad uzbūvēts. Ir paredzams, ka, lai nodrošinātu desmitgadi novērojumiem.

Saskaņā ar NASA, termins "Webb" misija būs no 5,5 līdz 10 gadiem. Tā ir ierobežota ar summu degvielas nepieciešams, lai uzturētu orbītu, un elektronikas dzīvi un iekārtu skarbajā vidē telpā. Orbitālais teleskops James Webb veiks akciju degvielas visam 10 gadu termiņu, un 6 mēnešus pēc atklāšanas tiks pārbaudīti, lai nodrošinātu lidojumu, kas garantē 5 gadu zinātnisko darbu.

Kas varētu noiet greizi?

Galvenais ierobežojošais faktors ir degvielas daudzums uz kuģa. Kad tas ir pabeigts, satelīta būs attālinās no Lagranža punktu L2, kas nāk no kā haotisku orbītā ļoti tuvu Zemei.

Tas koma, var rasties un citas nepatikšanas:

• spoguļi degradāciju, kas ietekmē summu savākto gaismas un radīt attēlu artefaktu, bet ne sabojāt turpmāko darbību teleskops;
• bojājums vai tās daļā kopējā saules ekrāns, kas palielinās temperatūru kosmisko aparātu, un sašaurina izlietoto viļņa garuma diapazonā līdz ļoti tuvu infrasarkano reģions (2-3 mkm);
• avārijas dzesēšanas sistēma rīks vidēja IR diapazona, kas padara to nederīgu lietošanai, bet neietekmē citus instrumentus (0,6 līdz 6 mikroni).

Visgrūtākais pārbaudījums, kas gaida James Webb teleskopu, - uzsākšanu un injekcijas vēlamajā orbītā. Tas ir šīs situācijas ir pārbaudītas un sekmīgi nokārtojusi.

Revolūcija zinātnē

Ja James Webb teleskops darbosies normālā režīmā, degviela ir pietiekami, lai nodrošinātu to, ka viņa darbu no 2018. līdz 2028. gadam. Turklāt pastāv iespēja degvielas uzpildes stacijās, kas varētu paplašināt teleskopa dzīvi citā desmitgadē. Tāpat kā "Hubble" darbojās 25 gadus, JWST nodrošinātu paaudzes revolucionāro zinātnes. Oktobrī 2018 raķete "Ariane 5" tiks riņķo nākotni astronomijā, kas, pēc vairāk nekā 10 gadu smaga darba jau ir izdarīts, lai sāktu nest augļus. Nākotnes kosmiskie teleskopi gandrīz klāt.