James Webb Space Telescope (James Webb Space Telescope): datum zahájení, vybavení

S každou další centimetr clony, každého dalšího druhého sledovaného období a každý další atom atmosférické poruchy, dálkové ovládání z terénního zjišťování dalekohledu lépe, hlouběji a jasněji uvidíte vesmír.

25 let „HST“

Když teleskop „Hubble“ začal pracovat v roce 1990, otevřela novou éru v astronomii - prostor. Už se musel vypořádat s atmosférou, mraky, nebo se strachovat o elektromagnetické kmitání. Vše, co je potřeba - je nasadit satelit na cíl stabilizovat a sbírat fotony. Více než 25 let kosmických dalekohledů začal pokrýt celé elektromagnetické spektrum, což umožnilo poprvé uvažovat o vesmíru v každé vlnové délce světla.

Ale jak naše poznání se zvýšila, a zvýšila naše chápání neznáma. Čím více se díváme ven do vesmíru, tím více vidíme hlubokou minulost: konečné množství času od velkého třesku, ve spojení s konečnou rychlostí světla poskytuje limit na to, co můžeme pozorovat. Navíc, expanze vesmíru sám pracuje proti nám, roztahování vlnovou délku světla hvězd, jak se cestuje vesmírem pro naše oči. Dokonce i kosmický teleskop „Hubble“, což nám dává nejhlubší, nejvíce velkolepé obrazy vesmíru, který jsme kdy objevili, je v tomto ohledu omezena.

„HST“ Nevýhody

„Hubble“ - úžasné dalekohled, ale to má nějaké zásadní omezení:

• Jen 2,4 metrů v průměru, což omezuje jeho rozlišení.
• I když reflexní nátěrové hmoty, jsou trvale vystaveny přímému slunečnímu záření, který se zahřívá. To znamená, že vzhledem k tepelné účinky, nemůže dívat na vlnové délce světla více než 1,6 mikronů.
• Kombinace omezeného apertury a vlnové délce, na které je citlivý, což znamená, že dalekohled vidět galaxii ne starší než 500 milionů let.

Tyto galaxie jsou ideální, pokud existovaly, kdy byl vesmír jen asi 4% svého současného věku. Ale my víme, že hvězdy a galaxie existovaly předtím.

Chcete-li vidět to, teleskop by měl mít vyšší citlivost. To znamená, že přechod k delším vlnovým délkám a nižších teplotách než v „HST“. To je důvod, proč, a vytvořil Vesmírný dalekohled Jamese Webba.

Perspektivy pro vědu

James Webb Space Telescope (JWST) je určen k překonání těchto omezení je: 6,5 m Průměr dalekohledu sbírá 7 krát více světla než „Hubble“. To otevírá možnost ultra vysokým rozlišením spektroskopie od 600 nm do 6 mikronů (4 krát větší, než je vlnová délka, která je schopna vidět „HST“) pozorovat středu infračerveného pásma s vyšší citlivostí, než kdykoliv předtím. JWST využívá pasivní chlazení na teplotu povrchu Pluta a je schopen aktivně chladit mid-infračervená zařízení až do výše 7 K. teleskopu Jamese Webba umožní dělat vědu jako nikdo předtím, než se tak nestane.

Ten bude:

• pozorovat nejčasnější galaxie někdy vytvořené;
• viditelný přes neutrální sondou plynu a první hvězda reionization vesmíru;
• provádět spektroskopické analýzy z prvních hvězd (populace III), vytvořených po velkém třesku;
• dostat úžasné překvapení, jako objevení prvních supermasivních černých děr a kvasarů ve vesmíru.

vědecká úroveň JWST není podobný tomu, který v minulosti, a proto teleskop byl vybrán jako vlajková mise 2010s NASA.

vědecký mistrovské

Z technického hlediska je nová James Webb dalekohled je skutečným uměleckým dílem. Projekt prošel dlouhou cestu: tam bylo překročení rozpočtu, plán zpoždění a riziko zrušení projektu. Po zásahu nového vedení změnilo. V rámci projektu se náhle získal jako hodinky, prostředky byly přiděleny, odpovídal za chyby, poruchy a problémy, a tým začal balit JWST ve všech podmínkách, termíny a rozpočtových omezení. Start je naplánován na říjen 2018 v raketě „Ariane 5“. Tým sleduje nejen plán, má devět měsíců ponechán pro každou neočekávanou situaci, která se všichni shromažďují a připravené k tomuto datu.

James Webb dalekohled se skládá ze čtyř hlavních částí.

optická jednotka

To zahrnuje všechny zrcadel, z nichž nejúčinnější osmnáct zlacené segmentovaných hlavní zrcadlo. Budou použity pro sběr vzdálené hvězd a soustředit své nástroje pro analýzu. Všechny tyto zrcadla jsou nyní připraveny a dokonalé, vyrobené přesně podle plánu. Na konci sestavy budou složeny do kompaktní konstrukci má být spuštěn ve vzdálenosti více než 1 milion kilometrů od Země k L2 Lagrangeova bodu, a pak se automaticky zapne tvořit voštinovou strukturu, která po mnoho let bude shromažďovat Outbound světlo. Je to opravdu krásná věc a úspěšný výsledek úsilí titánských mnoha odborníků.

Zavazadla blízké infračervené

„Webb“ je vybaven čtyřmi vědeckých přístrojů, které jsou připraveny pro 100%. Hlavní kamera je kamera dalekohledu blízké infračervené oblasti, od viditelného světla na tmavě oranžový IR oblasti. Bude poskytovat bezprecedentní obraz z prvních hvězd, nejmladší galaxie, které jsou stále v procesu tvorby, mladé hvězdy Mléčné dráhy a blízkých galaxií, stovky nových objektů v Kuiperově pásu. Je optimalizován pro přímé zobrazování planet kolem jiných hvězd. To bude hlavní fotoaparát, který používá většina pozorovatelů.

Near Infrared Spectrograph

Tento nástroj nejen odděluje světlo na jednotlivé vlnové délky, ale je schopen to udělat více než 100 jednotlivých objektů ve stejnou dobu! Tento přístroj je univerzální spektrograf „Webb“, který může pracovat ve 3 různých režimech spektroskopie. To bylo postaveno Evropskou kosmickou agenturou, ale mnoho komponentů včetně detektorů a baterie víceventilovou, poskytovaných Centra pro Space Flight. Goddard (NASA). Toto zařízení bylo testováno a je připraven k instalaci.

Střední infračervené nástroj

Zařízení, které mají být použity pro širokopásmové zobrazování, to znamená, že budou získány prostřednictvím nejpůsobivější image se všechny nástroje „Webb“. Z vědeckého hlediska, by bylo velmi užitečné při měření protoplanetární disk kolem mladé hvězdy, měření a vizualizace s nebývalou přesností objektů Kuiperova pásu a prachu vytápěných hvězd. On je jediný nástroj s kryogenně zchladí na 7 K. Ve srovnání s Spitzer Space Telescope, bude to zlepší výsledky v 100 krát.

Gapless spektrograf NIR (NIRISS)

Zařízení bude produkovat:

• široký-spektroskopie v blízké infračervené vlnové oblasti (1,0 až 2,5 mikrometrů);
• Grism spektroskopie jeden objekt ve viditelné a infračervené oblasti (0,6 až 3,0 mikrometrů);
• maskování-otvor interferometrie na vlnové délce 3,8 - 4,8 mikronů (kde se očekává první hvězdy a galaxie);
• širokým rozsahem průzkum celého zorného pole.

Tento nástroj byl vytvořen Kanadská kosmická agentura. Po absolvování kryogenní testování se bude také ochotno začlenit do zátoky zařízení dalekohledu.

stínítko

Kosmické dalekohledy, které dosud jmenován. Jedním z nejvíce děsivých aspektů každé spuštění je použít zcela nový materiál. Místo toho, aby chladicí celou sondu aktivně na jedno použití spotřebního chladiva, James Webb dalekohled používá zcela novou technologii - 5-vrstva sluneční clona, které mají být nasazeny tak, aby odrážel sluneční záření z dalekohledu. Pět 25-noha listy titanových tyčí jsou připojeny a instalovány po nasazení dalekohledu. Ochrana byla testována v letech 2008 a 2009. modely Full-měřítku, účast na laboratorních zkouškách prováděných všichni museli dělat tady na Zemi. To je krásná inovace.

Kromě toho je také neuvěřitelná koncepce: není jen blokovat světlo ze slunce a dal dalekohled ve stínu, a to dělá tak, že veškeré teplo vyzařované ve směru opačném k orientaci dalekohledu. Každá z pěti vrstev ve vakuovém prostoru bude studená jako vzdálenost z vnějšku, aby něco teplejší, než je teplota povrchu - kolem 350 až 360 K. Teplota poslední vrstva by měla klesnout na 37-40 K, který je chladnější než povrch v noci Pluto.

Kromě toho významné preventivní opatření, aby byla chráněna před nepříznivým prostředím hlubokého vesmíru. Jednou z věcí, které se zde dotčeným jsou drobné kamínky velikosti oblázky, písek, prach a ještě méně do meziplanetárního prostoru letící rychlostí v řádu desítek či dokonce stovek tisíců km / h. Tyto mikrometeoritů jsou schopny prodelyvat malé, mikroskopické otvory ve všem, se kterými se setkávají: kosmické lodě, vesmírné obleky, zrcadla, dalekohledy a mnoho dalšího. V případě, že zrcadlo bude mít pouze promáčknutí nebo díry, mírné snížení množství dostupného „dobrého světla“, solární panel může být odtržena od okraje k okraji, který způsobí, že celá vrstva zbytečné. V rámci boje proti tomuto jevu byl použit geniální nápad.

Všechny sluneční štít byl rozdělen do sekcí tak, aby v případě, že je malá mezera v jednom, dvou nebo dokonce tří z nich, bude vrstva netrhá dále, jako zlomeniny na čelní sklo automobilu. Partitioning udrží celou strukturu celku, je důležité, aby nedošlo k její degradaci.

Kosmické lodi: montáž a řídící systém

Je to obyčejná součást, protože je ve všech vesmírných teleskopů a vědeckých misí. V JWST je jedinečný, ale také plně připraven. Jediné, co zbývá, je generálním dodavatelem projektu firmy Northrop Grumman, - kompletní štít, sestavit dalekohled a podívat se na to. Přístroj bude připravena ke spuštění za 2 roky.

10 let objevu

Pokud vše půjde dobře, lidstvo je na pokraji velkých vědeckých objevů. Závoj neutrálního plynu, který je stále ve stínu přehled prvních hvězd a galaxií, je vyřešen infračervené schopnosti „Webb“ a jeho enormní svítivostí. To bude největší, nejcitlivější dalekohled s velkým rozsahem vlnových délek od 0,6 do 28 mikrometrů (lidské oko vidí od 0,4 do 0,7 mikrometrů) z dob. Očekává se, že poskytne desetiletí pozorování.

Podle NASA, bude termín „Webb“ posláním je od 5,5 do 10 let. Je omezena na množství paliva potřebného k udržení oběžné dráze a elektroniky života a zařízení v drsném prostředí prostoru. Orbitální dalekohled James Webb bude nést zásobu paliva pro celý 10-leté období, a 6 měsíců po uvedení na trh budou testovány pro zajištění letu, což zaručuje 5 let vědecké práce.

Co by se mohlo pokazit?

Hlavním limitujícím faktorem je množství paliva na palubě. Když je to hotové, bude družice odloučit od bodu L2 Lagrange, přichází se jako chaotické oběžné dráze velmi blízko k Zemi.

To kóma, může nastat i jiné problémy:

• Zrcadla degradaci, které mají vliv na množství sebraných světla a vytváření obrazových artefaktů, ale nepoškodí další provoz dalekohledu;
• porucha části nebo celkového slunečního obrazovce, která zvýší teplotu sondy, a zužuje se používá vlnových délek na velmi blízké infračervené oblasti (2-3 mikronů);
• crash chladicí systém nástrojů mid-IR range, což je nevhodné pro použití, ale nemá vliv na jiné nástroje (0,6 až 6 mikronů).

Nejtěžší test, který čeká na James Webb dalekohled, - zahájení a injekce do požadované oběžné dráze. Jsou to právě tyto situace byly testovány a úspěšně prošel.

Revoluce ve vědě

V případě, že James Webb dalekohled bude fungovat v normálním režimu, palivo je dostatečně zajistit, aby jeho práce od roku 2018 do 2028. Navíc existuje potenciál pro čerpání pohonných hmot, což by prodloužit životnost dalekohledu na dalších deset let. Stejně jako „Hubble“ byl provozován po dobu 25 let JWST by zajistila generaci revoluční vědy. V říjnu 2018 raketa „Ariane 5“ bude obíhat budoucnost astronomie, která se po více než 10 let tvrdé práce již bylo učiněno, aby se začínají nést své ovoce. Budoucí kosmické dalekohledy téměř dorazila.