James Webb Telescopi Espacial (telescopi espacial James Webb): data de llançament, equips

Amb cada obertura addicional centímetre, cada segon període d'observació addicional i cada àtom atmosfèrics addicionals, allunyat de telescopi de rastreig de camp, millor, més profunda i més clar veurà l'univers.

25 anys de "Hubble"

Quan el telescopi "Hubble" va començar a funcionar el 1990, es va obrir una nova era en l'astronomia - espai. Ja no havia de bregar amb l'atmosfera, els núvols, o preocupar-se pel parpelleig electromagnètica. Tot el que es necessita - és desplegar el satèl·lit en el blanc per estabilitzar-lo i per recollir els fotons. Més de 25 anys de telescopis espacials van començar a cobrir tot l'espectre electromagnètic, el que va permetre per primera vegada a considerar l'univers en cada longitud d'ona de la llum.

Però a mesura que el nostre coneixement s'ha incrementat, i l'augment de la nostra comprensió del desconegut. Com més ens fixem en l'univers, com més veiem el passat profund: una quantitat finita de temps transcorregut des del Big Bang, en conjunt amb la velocitat finita de la llum proporciona un límit al que podem observar. D'altra banda, l'expansió de l'espai mateix està treballant en contra de nosaltres, que s'estén la longitud d'ona de la llum de les estrelles a mesura que viatja a través de l'univers als nostres ulls. Fins i tot el telescopi espacial "Hubble", el que ens dóna la més profunda, les imatges més espectaculars de l'univers que hem descobert mai, està limitada en aquest aspecte.

Desavantatges "Hubble"

"Hubble" - un telescopi increïble, però té algunes limitacions fonamentals:

• Només 2,4 m de diàmetre, el que limita la seva resolució.
• Tot i que els materials de revestiment reflectant, que està constantment exposat a la llum solar directa, que s'escalfa. Això vol dir que, a causa dels efectes tèrmics, no pot veure la longitud d'ona de llum més de 1,6 micres.
• La combinació d'obertura i la longitud d'ona limitada, a la qual és sensible, el que significa que el telescopi pot veure el Galaxy no tenen més de 500 milions d'anys.

Aquestes galàxies són perfectes, ara existien quan l'univers tenia només el 4% de la seva edat actual. No obstant això, sabem que les estrelles i les galàxies existien abans.

Per veure que, el telescopi ha de tenir una major sensibilitat. Això vol dir que la transició a longituds d'ona més llargues i temperatures més baixes que el "Hubble". Per això, i va crear el telescopi espacial James Webb.

Les perspectives de la ciència

Telescopi espacial James Webb (JWST) està dissenyat per superar aquestes limitacions és: amb 6,5 m de diàmetre del telescopi recull 7 vegades més llum que el "Hubble". S'obre la possibilitat d'ultra-alta resolució de l'espectroscòpia de 600 nm a 6 micres (4 vegades més gran que la longitud d'ona, que és capaç de veure el "Hubble") per observar la regió de l'infraroig mitjà amb una sensibilitat més alta que mai. JWST utilitza refrigeració passiva a una temperatura de la superfície de Plutó i és capaç de refredar de manera activa els dispositius en l'infraroig mig fins a 7 K. Telescopi James Webb farà possible fer ciència com ningú abans que això no es fa.

Ell farà el següent:

• observar les galàxies més primerenques que es van formar;
• visible a través de la sonda de gas neutre i el primer univers estrella de la reionització;
• dur a terme l'anàlisi espectroscòpic de les primeres estrelles (població III), format després de la Big Bang;
• obtenir increïbles sorpreses, com el descobriment dels primers forats negres i quàsars en l'univers.

recerca a nivell JWST no és similar a la que en el passat, de manera que el telescopi va ser triat com a missió dècada de 2010 el vaixell insígnia de la NASA.

obra científica

Des d'un punt de vista tècnic, el nou telescopi James Webb és una veritable obra d'art. El projecte ha passat un llarg camí: hi va haver excessos de pressupost, retards en el programa i el risc de cancel·lació del projecte. Després de la intervenció de la nova direcció ha canviat. El projecte de sobte bestiar com rellotges, es van assignar els fons, va representar errors, fracassos i problemes, i l'equip va començar embalatge JWST en tots els termes, els horaris i les limitacions pressupostàries. El llançament està previst per a octubre de 2018 en un coet "Ariane 5". L'equip no només segueix el calendari, que té nou mesos per permetre qualsevol situació inesperada que va ser tot recollit i llest per a aquesta data.

Telescopi James Webb es compon de quatre parts principals.

unitat òptica

Inclou tots els miralls, dels quals el més eficaç de divuit daurat mirall primari segmentat. Seran utilitzades per recollir la llum de les estrelles distants i centrar els seus instruments per a l'anàlisi. Tots aquests miralls estan ara llestos i perfecta, feta just a temps. A l'extrem del conjunt que es poden plegar en un disseny compacte com per ser situada a una distància de més d'1 milió de quilòmetres de la Terra fins al punt de Lagrange L2, i després girar automàticament per formar una estructura de niu d'abella, que durant molts anys es recollir la llum de sortida. És realment una cosa bella i un resultat reeixit dels esforços titànics de molts especialistes.

L'equipatge infraroig proper

"Webb" està equipat amb quatre instruments científics que estan a punt per al 100%. La càmera principal és una càmera del telescopi prop de rang IR, de la llum visible a la regió de taronja infraroig profund. A més, proporcionarà una visió sense precedents de les primeres estrelles, les galàxies més joves que encara estan en el procés de formació, joves estrelles de la Via Làctia i galàxies properes, centenars de nous objectes en el cinturó de Kuiper. Està optimitzat per a imatges directes de planetes al voltant d'altres estrelles. Aquesta serà la càmera principal, utilitzat per la majoria dels observadors.

A prop Espectrógrafo Infraroig

Aquesta eina no només separa la llum en longituds d'ona individuals, sinó que és capaç de fer això per més de 100 objectes individuals al mateix temps! Aquest dispositiu és un espectrògraf universal "Webb", que pot operar en 3 espectroscòpia de règims diferents. Va ser construït per l'Agència Espacial Europea, però molts elements, com detectors i la bateria multivàlvules, proporcionats pel Centre de Vol Espacial. Goddard (NASA). Aquest dispositiu ha estat provat i està llest per a la seva instal·lació.

instrument d'infraroig

Dispositiu que s'utilitza per a formació d'imatges de banda ampla, és a dir, que s'obté a través de la imatge més impressionant, amb tots els instruments "Webb". Des d'un punt de vista científic, seria més útil en el mesurament dels discos protoplanetaris al voltant d'estrelles joves, el mesurament i visualització amb una precisió sense precedents objectes del cinturó de Kuiper i pols escalfat per la llum estel·lar. Ell és l'única eina amb un refredat criogènicament a 7 K. En comparació amb el telescopi espacial Spitzer, això millorarà els resultats en 100 vegades.

espectrògraf sense pauses NIR (NIRISS)

El dispositiu va a produir:

• Àmplia espectroscòpia a la regió de longitud d'ona de l'infraroig proper (1,0 a 2.5 micres);
• espectroscòpia grisma un objecte en el rang visible i infraroja (0,6-3,0 micres);
• interferometria d'emmascarament-obertura en longituds d'ona de 3,8-4,8 micres (on espera primeres estrelles i galàxies);
• enquesta a tota la gamma de tot el camp de visió.

Aquesta eina va ser creada per l'Agència Espacial Canadenca. Després de passar proves criogèniques també estarà disposat a integrar-se al mòdul d'equipament del telescopi.

para-sol

Els telescopis espacials que encara no han designat. Un dels aspectes més aterridors de qualsevol posada en marxa és l'ús d'un material completament nou. En lloc de refredar tota la nau espacial usant activament refrigerant consumible un sol ús, el telescopi James Webb utilitza una tecnologia completament nova - escut dg 5-capa per a ser desplegat per reflectir la radiació solar des del telescopi. Cinc fulls de 25 peus de barres de titani estan connectats i instal·lats després del desplegament del telescopi. La protecció ha estat provat en 2008 i 2009. models a escala real, participant en proves de laboratori, porten a terme tot el que havien de fer aquí a la Terra. Aquest és un bell innovació.

A més, també és un concepte increïble: no simplement per bloquejar la llum del sol i posar un telescopi a l'ombra, i ho fan de manera que tota la calor s'irradia en la direcció oposada a l'orientació del telescopi. Cadascuna de les cinc capes en un espai de buit es convertirà en fred com la distància des de l'exterior sigui lleugerament més calenta que la temperatura de la superfície - al voltant de 350-360 K. temperatura última capa ha de caure a 37-40 K, que és més freda que la superfície durant la nit Plutó.

A més, les precaucions preses significatives per protegir-lo del ambient advers de l'espai profund. Una de les coses que són d'interès aquí són petites pedres de la grandària de còdols, sorra, pols i molt menys a través de l'espai interplanetari volar a una velocitat de desenes o fins i tot centenars de milers de km / h. Aquests micrometeorits són capaços prodelyvat petits forats microscòpics, en tot el que troben: naus espacials, vestits espacials, miralls, telescopis i molt més. Si el mirall tindrà només bonys o forats, reduir lleugerament la quantitat disponible de "bona llum", el panell solar pot ser arrencada de vora a vora, el que farà que tota la capa inútil. Per combatre aquest fenomen es va utilitzar brillant idea.

Tot escut solar s'ha dividit en seccions perquè, si hi ha un petit forat en un, dos o fins i tot tres d'aquests, la capa no s'esquinçarà encara més, com una fractura al parabrisa del cotxe. Particionament mantenir a tota l'estructura del tot, és important per evitar la degradació.

Spacecraft: sistema de control de muntatge i

És un component comú, ja que no en tots els telescopis espacials i missions científiques. En JWST és únic, sinó també completament preparat. Tot el que queda és el contractista general de l'empresa del projecte Northrop Grumman, - escut completa, muntar el telescopi i comprovar que funciona. El dispositiu estarà a punt per començar a 2 anys.

10 anys de la descoberta

Si tot va bé, la humanitat està a punt de grans descobriments científics. El vel de gas neutre, que encara està enfosquida visió general de les primeres estrelles i galàxies, es resol capacitats infraroges "Webb" i la seva enorme lluminositat. Aquest serà el telescopi més gran, més sensible, amb una gran gamma de longitud d'ona de 0,6 a 28 micres (l'ull humà veu de 0,4 a 0,7 micres) que s'hagi construït. S'espera que proporcioni una dècada d'observacions.

Segons la NASA, el terme missió "Webb" serà de 5,5 a 10 anys. Es limita a la quantitat de combustible necessària per mantenir l'òrbita, i la vida de l'electrònica i d'equips en l'entorn hostil de l'espai. El telescopi orbital James Webb portarà a la reserva del combustible durant tot el termini de 10 anys i 6 mesos després del llançament serà provat per assegurar el vol, el que garanteix 5 anys de treball científic.

Què podria sortir malament?

El factor limitant principal és la quantitat de combustible a bord. Quan estigui acabat, el satèl·lit s'allunyen des del punt de Lagrange L2, que es presenta com una òrbita caòtica molt a prop de la Terra.

Aquest estat de coma, i es pot produir altres problemes:

• reflecteix la degradació, que afecta la quantitat de llum recollida i crear artefactes de la imatge, però no farà malbé l'operació addicional de la telescopi;
• falla d'una peça o de la pantalla solar total, el que elevarà la temperatura de la nau espacial, i s'estreny la gamma de longitud d'ona utilitzat per regió de l'infraroig molt proper (2-3 micres);
• rang de refredament de xoc de l'eina sistema de mitjans d'IR, el que fa que no siguin aptes per a l'ús, però no afecta les altres eines (0,6-6 micres).

La prova més difícil que l'espera el telescopi James Webb, - llançament i la injecció en l'òrbita desitjada. Són aquestes situacions s'han provat i superat amb èxit.

Revolució en la ciència

Si el telescopi James Webb treballarà en una manera normal, el combustible és suficient per assegurar que el seu treball 2018-2028. D'altra banda, hi ha la possibilitat d abastiment de combustible, el que estendria la vida del telescopi per a una altra dècada. Igual que el "Hubble" va ser operat durant 25 anys, el JWST seria assegurar la generació de la ciència revolucionària. A l'octubre de 2018, el coet portador "Ariane 5" orbitará el futur de l'astronomia, que, després de més de 10 anys de treball dur ja s'ha fet per començar a donar els seus fruits. telescopis espacials en el futur gairebé van arribar.