James Webb Space Telescope (James Webb Space Telescope): ημερομηνία εκτόξευσης, τον εξοπλισμό

Με κάθε επιπλέον άνοιγμα εκατοστό, κάθε πρόσθετη δεύτερη περίοδο παρατήρησης και κάθε επιπλέον atmospherics άτομο, μακριά από τηλεσκόπιο της έρευνας πεδίου, καλύτερη, βαθύτερη και σαφέστερη θα δείτε το σύμπαν.

25 χρόνια «Hubble»

Όταν το τηλεσκόπιο «Χαμπλ» άρχισε να λειτουργεί το 1990, άνοιξε μια νέα εποχή στην αστρονομία - χώρο. έπρεπε πλέον να ασχοληθεί με την ατμόσφαιρα, τα σύννεφα, ή να ανησυχείτε για την ηλεκτρομαγνητική τρεμόπαιγμα. Το μόνο που χρειάζεται - είναι να αναπτύξετε το δορυφόρο στο στόχο να σταθεροποιηθεί και να συλλέξει φωτόνια. Πάνω από 25 χρόνια διαστημικά τηλεσκόπια άρχισαν να καλύπτουν όλο το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα, η οποία επέτρεψε για πρώτη φορά να εξετάσει το σύμπαν σε κάθε μήκος κύματος του φωτός.

Αλλά η γνώση μας έχει αυξηθεί, και αυξημένη κατανόηση του άγνωστου. Η περαιτέρω κοιτάμε στο σύμπαν, τόσο περισσότερο βλέπουμε το βαθύ παρελθόν: ένα πεπερασμένο χρονικό διάστημα από το Big Bang, σε συνδυασμό με την πεπερασμένη ταχύτητα του φωτός παρέχει ένα όριο στο τι μπορούμε να παρατηρήσουμε. Επιπλέον, η επέκταση του χώρου ίδια εργάζεται εναντίον μας, που εκτείνεται το μήκος κύματος του φωτός των άστρων καθώς ταξιδεύει σε όλο τον κόσμο στα μάτια μας. Ακόμη και το διαστημικό τηλεσκόπιο «Χαμπλ», η οποία μας δίνει την πιο βαθιά, η πιο θεαματικές εικόνες του σύμπαντος που έχουμε ανακαλύψει ποτέ, περιορίζεται από αυτή την άποψη.

«Hubble» Μειονεκτήματα

«Hubble» - ένα καταπληκτικό τηλεσκόπιο, αλλά έχει ορισμένες θεμελιώδεις περιορισμούς:

• Μόλις 2,4 m σε διάμετρο, η οποία περιορίζει της ανάλυσης.
• Αν και ανακλαστικά υλικά επικαλύψεως, είναι συνεχώς εκτεθειμένα σε άμεσο ηλιακό φως, το οποίο θερμαίνεται. Αυτό σημαίνει ότι, λόγω θερμικών επιδράσεων, δεν μπορούν να παρακολουθήσουν το μήκος κύματος του φωτός πάνω από 1,6 μικρόμετρα.
• Ο συνδυασμός της περιορισμένης οπής και το μήκος κύματος, στο οποίο είναι ευαίσθητο, πράγμα που σημαίνει ότι το τηλεσκόπιο μπορεί να δει το όχι Galaxy μεγαλύτερα από 500 εκατομμύρια χρόνια.

Αυτοί οι γαλαξίες είναι τέλεια, πολύ υπήρχαν όταν το σύμπαν ήταν μόνο περίπου 4% της σημερινής ηλικίας του. Αλλά ξέρουμε ότι τα αστέρια και οι γαλαξίες υπήρχαν πριν.

Για να δείτε αυτό, το τηλεσκόπιο θα πρέπει να έχουν μεγαλύτερη ευαισθησία. Αυτό σημαίνει τη μετάβαση σε μεγαλύτερα μήκη κύματος και χαμηλότερες θερμοκρασίες από ό, τι το «Hubble». Γι 'αυτό και δημιούργησε το James Webb Space Telescope.

Προοπτικές για την επιστήμη

James Webb Space Telescope (JWST) έχει σχεδιαστεί για να ξεπεραστούν αυτοί οι περιορισμοί είναι: με διάμετρο τηλεσκόπιο 6,5 m συλλέγει 7 φορές περισσότερο φως από ό, τι το «Hubble». Ανοίγει τη δυνατότητα φασματοσκοπίας υπερ-υψηλής ανάλυσης από 600 nm έως 6 microns (4 φορές μεγαλύτερο από το μήκος κύματος, το οποίο είναι σε θέση να δει το «Hubble») να παρατηρήσει τη μέση υπέρυθρη περιοχή με μεγαλύτερη ευαισθησία από ποτέ. JWST χρησιμοποιεί παθητική ψύξη σε θερμοκρασία της επιφάνειας του Πλούτωνα και είναι σε θέση να κρυώσει ενεργά τις συσκευές μέσα υπέρυθρη έως 7 Κ τηλεσκόπιο James Webb θα επιτρέψει να κάνει την επιστήμη και κανείς πριν από αυτό δεν γίνεται.

Αυτός θα:

• τηρούν τις πρώτες γαλαξίες σχηματίζονται ποτέ?
• ορατό μέσω του ουδέτερου ανιχνευτή αερίου και του πρώτου επαναϊονισμός αστέρι σύμπαν?
• διενεργούν φασματοσκοπική ανάλυση από τα πρώτα αστέρια (πληθυσμός III), που σχηματίζεται μετά το Big Bang?
• πάρετε καταπληκτικά εκπλήξεις, όπως η ανακάλυψη από τις πρώτες υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες και κβάζαρ στο σύμπαν.

ερευνητικό επίπεδο JWST δεν είναι παρόμοια με εκείνη στο παρελθόν, και έτσι το τηλεσκόπιο επιλέχθηκε ως 2010s ναυαρχίδα της αποστολής της NASA.

επιστημονικό αριστούργημα

Από τεχνικής πλευράς, το νέο τηλεσκόπιο James Webb είναι ένα πραγματικό έργο τέχνης. Το έργο έχει περάσει σε μεγάλο βαθμό: υπήρχαν υπερβάσεις προϋπολογισμού, καθυστερήσεις στο χρονοδιάγραμμα και τον κίνδυνο ακύρωσης του έργου. Μετά την παρέμβαση της νέας ηγεσίας έχει αλλάξει. Το έργο ξαφνικά απέκτησε τα ρολόγια, τα κεφάλαια διατέθηκαν, αντιπροσώπευαν τα λάθη, τις αποτυχίες και τα προβλήματα, και η ομάδα άρχισε τη συσκευασία JWST σε όλους τους όρους, χρονοδιαγράμματα και τους περιορισμούς του προϋπολογισμού. Η έναρξη έχει προγραμματιστεί για τον Οκτώβριο του 2018, ένα πύραυλο «Ariane 5». Η ομάδα ακολουθεί όχι μόνο το πρόγραμμα, που έχει εννέα μήνες για να επιτραπεί οποιαδήποτε απροσδόκητη κατάσταση που όλοι συγκεντρώθηκαν και έτοιμοι για αυτή την ημερομηνία.

James Webb τηλεσκόπιο αποτελείται από τέσσερα κύρια μέρη.

οπτική μονάδα

Περιλαμβάνει όλα τα κάτοπτρα, των οποίων η πιο αποτελεσματική δεκαοκτώ επίχρυσο διαστήματα πρωτεύον κάτοπτρο. Θα πρέπει να χρησιμοποιούνται για τη συλλογή το μακρινό φως των άστρων και να εστιάσει μέσα της για ανάλυση. Όλα αυτά τα κάτοπτρα είναι πλέον έτοιμο και τέλεια, έκανε το δικαίωμα σύμφωνα με το χρονοδιάγραμμα. Στο τέλος της συνέλευσης θα διπλωθεί σε ένα συμπαγές σχέδιο που θα λειτουργεί σε απόσταση πάνω από 1 εκατομμύριο χιλιόμετρα από τη Γη προς το σημείο L2 Lagrange, και στη συνέχεια, ενεργοποιήστε αυτόματα για να σχηματίσουν μια κυψελοειδή δομή, η οποία για πολλά χρόνια, θα συλλέγουν Εξερχόμενος φως. Είναι πραγματικά ένα όμορφο πράγμα και η επιτυχής έκβαση των προσπαθειών τιτάνια πολλών ειδικών.

Αποσκευές εγγύς υπέρυθρο

«Webb» είναι εξοπλισμένο με τέσσερα επιστημονικά όργανα που είναι έτοιμα για το 100%. Η κύρια κάμερα είναι μια κάμερα του τηλεσκοπίου κοντά εύρος IR, από το ορατό φως έως βαθύ περιοχή πορτοκαλί-υπέρυθρη. Θα παρέχει μια πρωτοφανή εικόνα από τα πρώτα αστέρια, οι νεότεροι γαλαξίες που βρίσκονται ακόμη στο στάδιο του σχηματισμού, νέα αστέρια του Γαλαξία μας και κοντινούς γαλαξίες, εκατοντάδες νέα αντικείμενα στη ζώνη Kuiper. Είναι βελτιστοποιημένο για άμεση απεικόνιση των πλανητών γύρω από άλλα άστρα. Αυτή θα είναι η κύρια κάμερα, που χρησιμοποιείται από τους περισσότερους παρατηρητές.

Near Infrared φασματογράφο

Αυτό το εργαλείο όχι μόνο διαχωρίζει το φως σε επιμέρους μήκη κύματος, αλλά είναι σε θέση να το κάνουμε αυτό για περισσότερο από 100 μεμονωμένα αντικείμενα την ίδια στιγμή! Η συσκευή αυτή είναι μια καθολική φασματογράφος «Webb», η οποία μπορεί να λειτουργήσει σε 3 διαφορετικά φασματοσκοπία καθεστώτα. Χτίστηκε από τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος, αλλά πολλά στοιχεία συμπεριλαμβανομένων των ανιχνευτών και της μπαταρίας πολυ-βαλβίδας, που παρέχεται από το Κέντρο Διαστημικών Πτήσεων. Goddard (NASA). Αυτή η συσκευή έχει δοκιμαστεί και είναι έτοιμο για εγκατάσταση.

Mid-υπέρυθρο όργανο

Συσκευή που πρέπει να χρησιμοποιούνται για την ευρυζωνική απεικόνισης, δηλαδή θα είναι διαθέσιμα μέσω του πιο εντυπωσιακό εικόνα με όλα τα μέσα «Webb». Από επιστημονική άποψη, θα ήταν πιο χρήσιμο για τη μέτρηση των πρωτοπλανητικών δίσκων γύρω από νεαρά άστρα, μέτρηση και απεικόνιση με πρωτοφανή ακρίβεια ζώνη Kuiper αντικείμενα και σκόνη θερμαίνεται από το φως των άστρων. Είναι το μόνο εργαλείο με χαμηλής θερμοκρασίας έως 7 Κ σύγκριση με το διαστημικό τηλεσκόπιο Spitzer, αυτό θα βελτιώσει τα αποτελέσματα κατά 100 φορές.

Gapless φασματογράφο NIR (NIRISS)

Η συσκευή θα παράγει:

• ευρείας-φασματοσκοπία στο εγγύς υπέρυθρη περιοχή μήκους κύματος (1,0 έως 2,5 micron)?
• φασματοσκοπία grism ένα αντικείμενο στο ορατό και υπέρυθρο φάσμα (0,6 έως 3,0 micron)?
• συμβολομετρία μάσκας ανοίγματος σε μήκη κύματος των 3,8 - 4,8 microns (όπου αναμένεται πρώτα αστέρια και γαλαξίες)?
• έρευνα ευρύ φάσμα του συνόλου του οπτικού πεδίου.

Αυτό το εργαλείο δημιουργήθηκε από τον Οργανισμό Διαστήματος του Καναδά. Αφού περάσετε κρυογονικού δοκιμών θα είναι επίσης πρόθυμοι να ενταχθούν στο κόλπο του εξοπλισμού του τηλεσκοπίου.

αλεξήλιο

Διαστημικά τηλεσκόπια που δεν έχουν ακόμη διοριστεί. Μία από τις πιο τρομακτικές πλευρές του κάθε εκκίνησης είναι να χρησιμοποιήσετε ένα εντελώς νέο υλικό. Αντί ψύξεως ολόκληρο το διαστημικό σκάφος ενεργά χρησιμοποιώντας μίας χρήσης αναλώσιμο ψυκτικό, το τηλεσκόπιο James Webb χρησιμοποιεί μια εντελώς νέα τεχνολογία - 5-στρώμα ασπίδα ήλιο να αναπτυχθεί ώστε να αντικατοπτρίζει την ηλιακή ακτινοβολία από το τηλεσκόπιο. Πέντε φύλλα 25-πόδι των ράβδων τιτανίου συνδεθεί και εγκατασταθεί μετά την ανάπτυξη του τηλεσκοπίου. Η προστασία έχει δοκιμαστεί το 2008 και το 2009. μοντέλων μεγάλης κλίμακας, που συμμετέχουν σε εργαστηριακές εξετάσεις, που πραγματοποιούνται το μόνο που έπρεπε να κάνουμε εδώ στη Γη. Αυτό είναι ένα όμορφο καινοτομία.

Επιπλέον, είναι επίσης μια απίστευτη ιδέα: όχι απλώς να μπλοκάρει το φως του ήλιου και να θέσει ένα τηλεσκόπιο στη σκιά, και να καταστεί έτσι ώστε όλη η θερμότητα που εκπέμπεται προς την αντίθετη κατεύθυνση με τον προσανατολισμό του τηλεσκοπίου. Κάθε ένα από τα πέντε στρώματα σε ένα χώρο κενού θα γίνει κρύο όπως η απόσταση από το εξωτερικό να είναι ελαφρώς θερμότερο από τη θερμοκρασία της επιφάνειας - γύρω 350-360 Κ θερμοκρασία τελευταία στρώση πρέπει να πέσει σε 37-40 Κ, η οποία είναι ψυχρότερη από την επιφάνεια τη νύχτα Πλούτωνα.

Επιπλέον, σημαντικές προφυλάξεις που λαμβάνονται για την προστασία από αντίξοες συνθήκες στο βαθύ διάστημα. Ένα από τα να ανησυχεί εδώ τα πράγματα είναι πολύ μικρό βότσαλο μέγεθος βότσαλο, άμμο, σκόνη και ακόμη λιγότερο με διαπλανητικό χώρο πετούν με ταχύτητα δεκάδες ή ακόμα και εκατοντάδες χιλιάδες km / h. Αυτές οι μικρομετεωρίτες είναι σε θέση prodelyvat μικροσκοπικών οπών σε ό, τι αντιμετωπίζουν: διαστημικό σκάφος, διαστημικές στολές, καθρέπτες, τηλεσκόπια και πολλά άλλα. Αν το κάτοπτρο θα έχει μόνο βαθουλώματα ή τρύπες, να μειώσει ελαφρώς την ποσότητα των διαθέσιμων «καλό φως», το ηλιακό πάνελ μπορεί να σχιστεί από άκρη σε άκρη, η οποία θα κάνει ολόκληρο το στρώμα άχρηστο. Για την καταπολέμηση αυτού του φαινομένου χρησιμοποιήθηκε λαμπρή ιδέα.

Όλα ηλιακή ασπίδα έχει χωριστεί σε τμήματα, έτσι ώστε, αν υπάρχει ένα μικρό κενό στο ένα, δύο ή ακόμα και τρία από αυτά, το στρώμα δεν θα σχίσει περαιτέρω, όπως ένα κάταγμα στο παρμπρίζ του αυτοκινήτου. Διαμέριση θα κρατήσει όλη τη δομή του συνόλου, είναι σημαντικό για την πρόληψη της υποβάθμισης.

Διαστημόπλοιο: συναρμολόγηση και σύστημα ελέγχου

Πρόκειται για ένα συνηθισμένο συστατικό, όπως υπάρχει σε όλα τα τηλεσκόπια χώρο και επιστημονικές αποστολές. Σε JWST είναι μοναδική, αλλά και πλήρως προετοιμασμένοι. Το μόνο που έχει απομείνει είναι ο γενικός ανάδοχος του έργου εταιρεία Northrop Grumman, - πλήρης ασπίδα, συγκεντρώνουν το τηλεσκόπιο και να δεις. Η συσκευή θα είναι έτοιμη να ξεκινήσει σε 2 χρόνια.

10 χρόνια ανακάλυψης

Αν όλα πάνε καλά, η ανθρωπότητα βρίσκεται στα πρόθυρα της μεγάλης επιστημονικές ανακαλύψεις. Το πέπλο της ουδέτερης αερίου, η οποία εξακολουθεί να επισκιάζεται εικόνα από τα πρώτα αστέρια και γαλαξίες, έχει επιλυθεί υπέρυθρες δυνατότητες «Webb» και την τεράστια φωτεινότητα της. Αυτό θα είναι το μεγαλύτερο, πιο ευαίσθητο τηλεσκόπιο με ένα μεγάλο εύρος μηκών κύματος 0,6 έως 28 μικρόμετρα (το ανθρώπινο μάτι βλέπει 0,4 έως 0,7 microns) του κατασκευάστηκε ποτέ. Αναμένεται να παρέχει μια δεκαετία παρατηρήσεις.

Σύμφωνα με τη NASA, ο όρος αποστολή «Webb» θα είναι 5,5 έως 10 χρόνια. Δεν περιορίζεται στην ποσότητα του καυσίμου που απαιτείται για να διατηρηθεί σε τροχιά, και η ζωή των ηλεκτρονικών και εξοπλισμού στο σκληρό περιβάλλον του διαστήματος. Το τροχιακό τηλεσκόπιο James Webb θα φέρει ένα απόθεμα καυσίμων για όλη τη διάρκεια των 10 ετών, και 6 μήνες μετά την έναρξη θα δοκιμαστεί για τη διασφάλιση της πτήσης, το οποίο εγγυάται από 5 χρόνια επιστημονικής εργασίας.

Τι θα μπορούσε να πάει στραβά;

Ο κύριος περιοριστικός παράγοντας είναι η ποσότητα του καυσίμου επί του σκάφους. Όταν ολοκληρωθεί, ο δορυφόρος θα απομακρυνθεί από το σημείο L2 Lagrange, έρχεται ως μια χαοτική τροχιά πολύ κοντά στη Γη.

Αυτό το κώμα, μπορεί να συμβεί και άλλα προβλήματα:

• αντανακλά την υποβάθμιση, η οποία επηρεάζει την ποσότητα των συλλεγόμενων φως και δημιουργούν είδωλα, αλλά δεν θα βλάψει την περαιτέρω λειτουργία του τηλεσκοπίου?
• αποτυχία ενός μέρους ή συνολική ηλιακή οθόνη, η οποία θα αυξήσει τη θερμοκρασία του διαστημικού σκάφους, και στενεύει την χρησιμοποιούμενη περιοχή μήκους κύματος των πολύ εγγύς υπέρυθρη περιοχή (2-3 μικρά)?
• ψύξης συντριβή εργαλείο σύστημα mid-IR φάσμα, το οποίο το καθιστά ακατάλληλο για χρήση, αλλά δεν επηρεάζει τα άλλα εργαλεία (0,6 έως 6 μικρά).

Η πιο δύσκολη δοκιμασία που περιμένει το τηλεσκόπιο James Webb, - έναρξη και ένεση στην επιθυμητή τροχιά. Είναι αυτές οι καταστάσεις έχουν δοκιμαστεί και να περάσει με επιτυχία.

Επανάσταση στην επιστήμη

Αν το τηλεσκόπιο James Webb θα λειτουργήσει σε κανονική λειτουργία, το καύσιμο είναι αρκετή για να διασφαλίσει ότι το έργο του 2018-2028. Επιπλέον, υπάρχει η δυνατότητα ανεφοδιασμού, η οποία θα παρατείνει τη διάρκεια ζωής του τηλεσκοπίου σε άλλη δεκαετία. Ακριβώς όπως η «Hubble» λειτούργησε για 25 χρόνια, το JWST θα εξασφαλίσει γενιά της επαναστατικής επιστήμης. Τον Οκτώβρη 2018 πύραυλο «Ariane 5» θα τροχιά γύρω από το μέλλον της αστρονομίας, η οποία, μετά από περισσότερα από 10 χρόνια σκληρής δουλειάς έχει ήδη γίνει για να αρχίσει να αποδίδει καρπούς. Το μέλλον διαστημικά τηλεσκόπια σχεδόν έφτασε.