Telescopio James Webb Space (Telescopio Espacial James Webb): data de lanzamento, equipos

Con cada oco adicional centímetro, cada un segundo período de observación adicional e cada atmospherics átomo adicional, distante telescopio investigación de campo, mellor, máis profunda e máis clara vai ver o universo.

25 anos de "Hubble"

Cando o telescopio "Hubble" comezou a operar en 1990, abriu unha nova era na astronomía - espazo. Non tivo que xestione a atmosfera, nubes, ou preocuparse Flick electromagnética. Todo o que é necesario - é implantar o satélite no destino para estabiliza-lo e recoller fotóns. Máis de 25 anos de telescopios espaciais comezaron a cubrir todo o espectro electromagnético, o que permitiu, por primeira vez a considerar o universo en cada lonxitude de onda da luz.

Pero como o noso coñecemento aumentou, e aumentou a nosa comprensión do descoñecido. Canto máis miramos para o universo, máis vemos o pasado profundo: a cantidade finita de tempo desde o Big Bang, en conxunto coa velocidade da luz finita ofrece un límite para o que podemos observar. Ademais, a expansión do espazo en si está a traballar contra nós, estirando o lonxitude de onda da luz de estrelas como viaxa a través do universo aos nosos ollos. Mesmo o telescopio espacial "Hubble", que nos dá a máis profunda, as imaxes máis espectaculares do universo que xa descubertos, está limitada a este respecto.

Desvantaxes "Hubble"

"Hubble" - un telescopio incrible, pero ten algunhas limitacións fundamentais:

• Só 2,4 m de diámetro, o que limita a súa resolución.
• Aínda que os materiais de revestimento reflectores, que está constantemente exposta á luz solar directa, que é Calefacción. Isto quere dicir que, debido aos efectos térmicos, non pode ver a lonxitude de onda de luz máis que 1,6 micras.
• A combinación do oco limitada e lonxitude de onda, a cal é sensible, o que significa que o telescopio pode ver ningún Galaxy con idade superior a 500 millóns de anos.

Estas galaxias son perfectos, lonxe existía cando o Universo tiña só preto de 4% da súa idade actual. Pero sabemos que as estrelas e galaxias existían antes.

Para ver isto, o telescopio debe ter unha maior sensibilidade. Isto quere dicir que a transición a lonxitudes de onda máis longos e temperaturas máis baixas que o "Hubble". É por iso, e creou o Telescopio Espacial James Webb.

Perspectivas para a ciencia

James telescopio espacial Webb (JWST) foi deseñado para superar estas limitacións é: con 6,5 m de diámetro telescopio recolle 7 veces máis luz que o "Hubble". Ábrese a posibilidade de espectroscopia de ultra-alta resolución desde 600 nm a 6 micras (4 veces máis grandes que a lonxitude de onda, que é capaz de ver a "Hubble") para observar a rexión do infravermello medio cunha sensibilidade máis elevada do que nunca. JWST usa refrixeración pasiva a unha temperatura de superficie de Plutón e é capaz de arrefecer activamente os dispositivos de infravermellos medio ata 7 K. Telescopio James Webb será posible facer ciencia como ninguén antes isto non é feito.

Ha:

• observar as primeiras galaxias xa formadas;
• visible a través da sonda de gas neutro eo primeiro universo estrela reionização;
• realizar análise espectroscópica das primeiras estrelas (poboación III), formadas despois do Big Bang,
• obter sorpresas sorprendentes, como o descubrimento dos primeiros buracos negros supermassivos e quasares no Universo.

investigación a nivel JWST non é semellante ao que, no pasado, e así que o telescopio foi escollido como 2010s misión principal da NASA.

obra científica

Desde o punto de vista técnico, o novo telescopio James Webb é unha verdadeira obra de arte. O proxecto xa pasou un longo camiño: houbo derrapagens orzamentarios, atrasos no programa e risco de cancelación do proxecto. Tras a intervención do novo liderado cambiou. O proxecto de súpeto gañou como reloxos, os fondos foron alocados, foi responsable de erros, erros e problemas, eo equipo comezou a gardar JWST en todos os termos, horarios e restricións orzamentarias. O lanzamento está previsto para outubro de 2018 nun foguete "Ariane 5". O equipo non só segue o programa, ten nove meses para que a calquera situación inesperada que foi todo recollido e preparado para esta data.

Telescopio James Webb está composto por catro partes principais.

unidade óptica

Inclúe todos os espellos, dos cales o máis eficaz dezaoito dourada segmentados espello primario. Eles serán usados para recoller a luz das estrelas distantes e concentrar os seus instrumentos para a análise. Todos estes espellos son listo e perfecto, feito en horario correcto. Ao final da montaxe que será dobrada en un deseño compacto para ser executado a unha distancia de máis de 1 millón de quilómetros da Terra ao punto de Lagrange L2, e despois desactiva-se automaticamente para formar unha estrutura de favo de mel, que por moitos anos vai recoller a luz de saída. É realmente unha cousa bonita e un bo resultado dos esforzos titánicos de moitos especialistas.

Equipaxe preto do infravermello

"Webb" está equipado con catro instrumentos científicos que está preparado para 100%. A cámara principal é unha cámara do telescopio preto gama IR, da luz visible á rexión laranxa infravermello profundo. El pode fornecer unha visión sen precedentes das primeiras estrelas, as galaxias máis novos que aínda están en proceso de formación, novas estrelas da Vía Láctea e galaxias próximas, centos de novos obxectos no cinto de Kuiper. El é óptimo para imaxes directas de planetas en torno a outras estrelas. Esta será a cámara principal, usado pola maioría dos observadores.

Infravermello próximo espectrógrafo

Esta ferramenta non só separa a luz en lonxitudes de onda individuais, pero é capaz de facelo por máis de 100 obxectos individuais, á vez! O dispositivo é un espectrógrafo universal "Webb", que pode operar en 3 espectroscopia de réximes diferentes. Foi construído pola Axencia Espacial Europea, pero moitos compoñentes, incluíndo detectores e batería varias válvulas, proporcionada polo Centro de Voo Espacial. Goddard (NASA). O dispositivo foi probado e está preparado para a súa instalación.

instrumento infravermello medio

Dispositivo a empregar para a xeración de imaxes de banda ancha, é dicir, será obtido vía a imaxe máis impresionante, con todos os instrumentos "Webb". Dun punto de vista científico, sería máis útil para medir os disco protoplanetário en torno de estrelas novas, medida e visualización cunha precisión sen precedentes obxectos do Cinto de Kuiper e po Calefacción pola luz das estrelas. El é a única ferramenta cun criogenicamente arrefriado a 7 K. Comparado co Telescopio Espacial Spitzer, que vai mellorar os resultados en 100 veces.

espectrógrafo Gapless NIR (NIRISS)

O dispositivo pode producir:

• ampla-espectroscopia na rexión da lonxitude de onda no infravermello próximo (1,0-2,5 Micron);
• espectroscopia Grism un obxecto na gama visible e infravermella (0,6-3,0 Micron);
• Interferometría enmascaramento de oco en lonxitudes de onda de 3,8 - 4,8 micras (onde esperamos primeiras estrelas e galaxias);
• levantamento de toda a gama de todo o campo de visión.

Esta ferramenta foi creada pola Axencia Espacial Canadiense. Despois de pasar a proba criogênico Tamén estarán dispostos a integrarse na bahía de equipos do telescopio.

sunshield

telescopios espaciais que aínda non nomeado. Un dos aspectos máis asustado de calquera arranque é usar un material totalmente novo. No canto de refrixeración toda a nave espacial usando activamente refrixerante consumível desbotable, o telescopio James Webb utiliza unha tecnoloxía totalmente nova - protector solar 5 capas a seren implantados para reflectir a radiación solar do telescopio. Cinco follas de 25 pés de punta de titanio están ligadas e instalado tras a implantación do telescopio. A protección foi probado en 2008 e 2009. modelos a escala real, participando en probas de laboratorio, realizado todo o que tiñan que facer aquí na Terra. Este é un fermoso innovación.

Ademais, el tamén é un concepto incrible: non simplemente para bloquear a luz do sol e poñer un telescopio na sombra, e facer que todo o calor é irradiado na dirección oposta á orientación do telescopio. Cada un dos cinco capas nunha zona de baleiro pode chegar a ser en frío como a distancia desde o exterior para ser lixeiramente máis quente que a temperatura da superficie - preto de 350-360 K. temperatura última capa debe caer 37-40 K, o cal é máis fría do que a superficie da noite Plutón.

Ademais, precaucións significativas tomadas para protexe-lo do ambiente adverso do espazo profundo. Unha das cousas a ser aquí en cuestión son pequenos cantos tamaño cantos, area, po e moito menos a través do espazo interplanetario voando a unha velocidade de decenas ou mesmo centenas de miles de km / h. Estes micrometeoritos son prodelyvat capaz minúsculos buratos microscópicos en todo o que atopan: nave espacial, traxes espaciais, espellos, telescopios e moito máis. Se o espello terá só entallas ou buratos, reducir lixeiramente a cantidade de "bo luz" dispoñibles, o panel solar pode ser resgada desde unha extrema á outra, o que fará que toda a capa inútil. Para combater este fenómeno foi usado idea brillante.

Todos protector solar foi dividida en seccións para que, se hai unha pequena descanso nunha, dúas ou mesmo tres destes, a capa non rasgar adicional, tal como unha fractura no parabrisas do vehículo. Partitioning manterá toda a estrutura do todo, é importante para evitar a degradación.

Nave espacial: montaxe e sistema de control

É un compoñente común, como existe en todos os telescopios espaciais e misións científicas. En JWST é único, pero tamén totalmente preparado. Todo o que queda é o contratista xeral do proxecto da empresa Northrop Grumman, - escudo completo, montar o telescopio e check-out. O dispositivo estará listo para comezar en 2 anos.

10 anos de descubrimento

Se todo vai ben, a humanidade está á beira de grandes descubrimentos científicos. O veo de gas neutro, que aínda é ofuscado visión xeral das primeiras estrelas e galaxias, é resolto capacidades de infravermellos "Webb" ea súa enorme luminosidade. Este será o maior telescopio, máis sensible cunha gran variedade de lonxitude de onda de 0,6 a 28 micras (o ollo humano ve desde 0,4 a 0,7 micras) da xa construídos. Espera-se para proporcionar unha década de observacións.

Segundo a NASA, o termo misión "Webb" será de 5,5 a 10 anos. El é limitado á cantidade de combustible necesaria para manter a órbita, ea vida de electrónica e equipos no ámbito inóspito do espazo. O telescopio orbital James Webb vai levar un stock de combustible para todo o prazo de 10 anos e 6 meses despois do lanzamento será probado para garantir a fuga, o que garante 5 anos de traballo científico.

O que podería dar mal?

O principal factor limitante é a cantidade de combustible a bordo. Cando remate, o satélite vai se afastar do punto de Lagrange L2, achegando-se como unha órbita caótica moi preto da Terra.

Este coma, poden ocorrer e outros problemas:

• reflicte degradación, o que afecta a cantidade de luz captada e crear artefactos da imaxe, pero non danan a operación adicional do telescopio;
• fallo dunha parte ou de pantalla solar total, o que pode aumentar a temperatura da sonda, e restrinxe a gama de lonxitude de onda usada para moi preto da zona infravermella (2-3 micras);
• gama de refrixeración accidente ferramenta sistema mid-IV, que o fai axeitado para uso, pero non afecta as outras ferramentas (0,6 a 6 micras).

A proba máis difícil que agarda o telescopio James Webb, - lanzamento e inxección na órbita desexada. É nestas situacións foron comprobados e pasou con éxito.

Revolución na ciencia

Se o telescopio James Webb vai traballar nun modo normal, o combustible é suficiente para garantir que o traballo 2018-2028. Ademais, existe o potencial de recarga, que ía estender a vida do telescopio para máis dunha década. Así como o "Hubble" foi operado durante 25 anos, o JWST garantiría xeración de ciencia revolucionaria. En outubro de 2018 foguete "Ariane 5" ha orbitar o futuro da astronomía, que, despois de máis de 10 anos de traballo duro se fixo para comezar a dar froitos. Futuros telescopios espaciais case chegou.