James Webb Space Telescope (James Webb Space Telescope): bekendstelling datum, toerusting

Met elke bykomende sentimeter diafragma, elke bykomende tweede waarneming tydperk en elke bykomende atoom sferen, ver van die veld opname teleskoop, beter, dieper en duideliker sal jy die heelal sien.

25 jaar van "Hubble"

Wanneer die teleskoop "Hubble" begin werk in 1990, dit het 'n nuwe era in sterrekunde - ruimte. Nie meer te doen gehad met die atmosfeer, wolke, of bekommerd wees oor elektromagnetiese flikker. Al wat nodig is - is om die satelliet in die kol sit om dit te stabiliseer en om fotone in te samel. Meer as 25 jaar van die ruimte teleskope begin om die hele elektromagnetiese spektrum, wat toegelaat word vir die eerste keer aan die heelal oorweeg by elke golflengte van lig te dek.

Maar as ons kennis toegeneem het, en 'n verhoogde ons begrip van die onbekende. Hoe verder ons uitkyk in die heelal, hoe meer sien ons die diep verlede: 'n beperkte hoeveelheid tyd sedert die Oerknal, in samewerking met die eindige spoed van lig bied 'n beperking op wat ons kan waarneem. Verder het die uitbreiding van die ruimte self is besig teen ons, wat strek van die golflengte van die lig van sterre soos hy reis regoor die heelal om ons oë. Selfs die ruimte teleskoop "Hubble", wat ons die diepste, die mees skouspelagtige beelde van die heelal wat ons nog ooit ontdek gee, is beperk in hierdie verband.

"Hubble" Nadele

"Hubble" - 'n ongelooflike teleskoop, maar dit het 'n paar fundamentele beperkings:

• Net 2,4 m in deursnee, wat sy grense resolusie.
• Hoewel reflektiewe coating materiaal, is dit voortdurend blootgestel word aan direkte sonlig, wat verhit word. Dit beteken dat as gevolg van termiese effekte, hy kan nie die golflengte van lig meer as 1,6 mikron kyk.
• Die kombinasie van beperkte diafragma en golflengte, waarna dit sensitief is, wat beteken dat die teleskoop die sterrestelsel geen kan sien ouer as 500 miljoen jaar.

Hierdie sterrestelsels is perfek, ver bestaan het toe die heelal was slegs sowat 4% van sy huidige ouderdom. Maar ons weet dat sterre en sterrestelsels bestaan het voor.

Om te sien dit, die teleskoop moet 'n hoër sensitiwiteit het. Dit beteken dat die oorgang na langer golflengtes en laer temperature as die "Hubble". Dit is waarom, en het die James Webb Space Telescope.

Vooruitsigte vir wetenskap

James Webb Space Telescope (JWST) is ontwerp om hierdie beperkings te oorkom is: met 6,5 m in deursnee teleskoop versamel 7 keer meer lig as die "Hubble". Dit open die moontlikheid van ultra-hoë-resolusie spektroskopie van 600 Nm tot 6 mikron (4 keer groter as die golflengte, wat in staat is om die "Hubble" sien) tot in die middel van infrarooi streek in ag te neem met 'n hoër sensitiwiteit as ooit tevore. JWST gebruik passiewe afkoeling om 'n oppervlak temperatuur van Pluto en is in staat om aktief te koel die middel van infrarooi toestelle tot 7 K. Telescope James Webb sal dit moontlik maak om die wetenskap te doen as niemand voor dit nie gedoen word.

Hy sal:

• neem die vroegste sterrestelsels ooit gevorm;
• sigbaar deur die neutrale gas ondersoek en die eerste ster reionization heelal;
• uit te voer spektroskopiese analise van die heel eerste sterre (bevolking III), gevorm ná die Oerknal;
• kry ongelooflike verrassings, soos die ontdekking van die vroegste super swart gate en kwasars in die heelal.

Vlak navorsing JWST is nie soortgelyk aan dié in die verlede, en so die teleskoop is gekies as NASA se vlagskip missie 2010s.

wetenskaplike meesterstuk

Uit 'n tegniese oogpunt, die nuwe James Webb-teleskoop is 'n ware kunswerk. Die projek het 'n lang pad verby: daar was begroting overschrijdingen, vertragings skedule en risiko van kansellasie van die projek. Na die ingryping van die nuwe leierskap verander het. Die projek het skielik opgedoen as horlosies, is fondse toegewys, verantwoordelik vir foute, mislukkings en probleme, en die span begin pak JWST in alle opsigte, skedules en begrotingsbeperkings. Die bekendstelling is geskeduleer vir Oktober 2018 in 'n vuurpyl "Ariane 5". Die span volg nie net die skedule, sy het nege maande oor om voorsiening te maak vir enige onverwagte situasie dat al is ingesamel en gereed vir hierdie datum nie.

James Webb Telescope bestaan uit vier hoofdele.

optiese eenheid

Dit sluit al die spieëls, waarvan die mees doeltreffende agtien goue gesegmenteer primêre spieël. Hulle sal gebruik word om die verre Starlight versamel en fokus sy instrumente vir ontleding. Al hierdie spieëls is nou gereed en volmaak gemaak reg op skedule. Aan die einde van die vergadering hulle sal in 'n kompakte ontwerp gevou te loop op 'n afstand van meer as 1 miljoen kilometer van die aarde om die L2 Lagrange punt, en dan outomaties draai na 'n heuningkoek struktuur, wat vir baie jare Outbound lig sal versamel vorm. Dit is regtig 'n wonderlike ding en 'n suksesvolle uitkoms van die titaniese pogings van baie spesialiste.

Bagasie naby infrarooi

"Webb" is toegerus met vier wetenskaplike instrumente wat gereed is vir 100% is. Die belangrikste kamera is 'n kamera van die teleskoop naby IR reeks van sigbare lig tot diep oranje-infrarooi streek. Dit sal 'n ongekende beeld van die vroegste sterre gee, die jongste sterrestelsels wat nog in die proses van vorming, jong sterre van die Melkweg en nabygeleë sterrestelsels, honderde nuwe voorwerpe in die Kuiper-gordel. Dit is geskik vir direkte beelding van planete om ander sterre. Dit sal die grootste kamera, wat gebruik word deur die meeste waarnemers wees.

Naby Infrarooi Spectrograph

Hierdie instrument nie net skei die lig in individuele golflengtes, maar in staat is om dit te doen vir meer as 100 individuele voorwerpe op dieselfde tyd! Hierdie toestel is 'n universele spektrograaf "Webb", wat kan funksioneer in 3 verskillende regimes spektroskopie. Dit is gebou deur die Europese Ruimte-agentskap, maar baie komponente insluitend detectors en multi-klep battery, wat deur die Sentrum vir Space Flight. Goddard (NASA). Hierdie toestel is getoets en is gereed vir die installasie.

Midde-infrarooi instrument

Toestel wat gebruik word vir breëband beelding, dit wil sê dit sal verkry word via die mees indrukwekkende beeld met alle instrumente "Webb". Uit 'n wetenskaplike oogpunt, sou dit baie nuttig in die meting van die protoplanetêre skywe om jong sterre, meting en visualisering met ongekende akkuraatheid Kuiper Belt voorwerpe en stof deur Starlight verhit word. Hy is die enigste instrument met 'n cryogenically afgekoel tot 7 K. In vergelyking met die Spitzer Space Telescope, sal dit die resultate in 100 keer verbeter.

Gapless spektrograaf NIR (NIRISS)

Die toestel sal produseer:

• wye-spektroskopie in die nabye infrarooi golflengte streek (1,0-2,5 mikron);
• Grism spektroskopie een voorwerp in die sigbare en infrarooi-reeks (0,6-3,0 mikron);
• maskering-opening interferometrie by golflengtes van 3,8-4,8 mikron (waar verwag eerste sterre en sterrestelsels);
• wye verskeidenheid opname van die hele gebied van die oog.

Hierdie instrument is geskep deur die Kanadese Space Agency. Nadat u verby cryogene toets sal hy ook bereid is om te integreer in die toerusting baai van die teleskoop wees.

sunshield

Ruimte teleskope hulle nog nie aangestel. Een van die mees vreesaanjaende aspekte van enige startup is om 'n heel nuwe materiaal gebruik. In plaas van die afkoeling van die hele ruimtetuig aktief met behulp van besteebare verbruikbare koelmiddel, die James Webb-teleskoop gebruik van 'n heeltemal nuwe tegnologie - 5-laag son skild te ontplooi om die sonstraling van die teleskoop te weerspieël. Vyf 25-voet velle van titanium stange verbind en geïnstalleer ná ontplooiing van die teleskoop. Die beskerming is getoets in 2008 en 2009. Volskaalse modelle, wat deelneem aan laboratoriumtoetse, uitgevoer al wat hulle moes doen hier op aarde. Dit is 'n pragtige innovasie.

Verder is dit ook 'n ongelooflike konsep: nie net om die lig van die son te sluit en het 'n teleskoop in die skaduwee, en maak dit so dat al die hitte uitgestraal in die teenoorgestelde rigting as die geaardheid van die teleskoop. Elk van die vyf lae in 'n vakuum ruimte sal koud word as die afstand vanaf die buitekant effens warmer as die oppervlak temperatuur wees - sowat 350-360 K. laaste laag temperatuur moet daal tot 37-40 K, wat is kouer as die oppervlak in die nag Pluto.

Daarbenewens beduidende voorsorgmaatreëls geneem om dit te beskerm teen negatiewe omgewing van diep ruimte. Een van die om hier betrokke dinge is klein klippies klippie grootte, sand, stof en selfs minder deur interplanetêre ruimte vlieg teen 'n spoed van tien of selfs honderde duisende km / h. Hierdie micrometeorites in staat prodelyvat klein, mikroskopiese gate in alles wat hulle teëkom: ruimtetuig, ruimte pas, spieëls, teleskope en nog baie meer. As die spieël net duike of gate sal hê, effens verminder die bedrag van die beskikbare "goeie lig", die sonpaneel kan geskeur van rand tot rand, wat die hele laag nutteloos sal maak. Om hierdie verskynsel briljante idee is gebruik te bekamp.

Alle son skild is opgedeel in afdelings, sodat, indien daar is 'n klein gaping op een, twee of selfs drie van hierdie, sal die laag nie verder skeur, as 'n fraktuur in die voorruit van die motor. Skeiding sal die hele struktuur van die hele hou, is dit belangrik om die agteruitgang te voorkom.

Ruimtetuig: vergadering en beheer stelsel

Dit is 'n gewone komponent, aangesien daar in die hele ruimte teleskope en wetenskaplike missies. In JWST is uniek, maar ook ten volle voorberei. Al wat oorbly is die algemene kontrakteur van die projek maatskappy Northrop Grumman, - volledige skild, bymekaar laat kom die teleskoop en check dit uit. Die toestel sal gereed om te begin in 2 jaar.

10 jaar van ontdekking

As alles goed gaan, die mensdom is op die rand van 'n groot wetenskaplike ontdekkings. Die sluier van neutrale gas, wat nog steeds oorskadu oorsig van die vroegste sterre en sterrestelsels, opgelos infrarooi vermoëns "Webb" en sy enorme helderheid. Dit sal die grootste, mees sensitiewe teleskoop met 'n groot golflengte reeks wees 0,6-28 mikron (die menslike oog sien 0,4-0,7 mikron) van wat ooit gebou is. Dit sal na verwagting 'n dekade van waarnemings verskaf.

Volgens NASA, sal die term "Webb" missie wees 5,5-10 jaar. Dit is beperk tot die bedrag van brandstof wat nodig is om 'n baan in stand te hou, en elektronika lewe en toerusting in die harde omgewing van die ruimte. Die baan teleskoop James Webb sal 'n voorraad van brandstof te dra vir die hele termyn van 10 jaar, en 6 maande na die launch sal getoets word aan die vlug, wat 5 jaar van wetenskaplike werk waarborg verseker.

Wat kan verkeerd gaan?

Die belangrikste beperkende faktor is die bedrag van brandstof aan boord. Wanneer dit klaar is, sal die satelliet weg van die Lagrange punt L2 dryf, kom op 'n chaotiese wentelbaan baie naby aan die Aarde.

Dit koma, mag voorkom en ander probleme:

• weerspieël agteruitgang, wat die bedrag van ingesamel lig beïnvloed en skep beeld artefakte, maar sal die verdere werking van die teleskoop nie beskadig nie;
• mislukking van 'n deel of totale son skerm, wat die temperatuur van die ruimtetuig sal verhoog, en vernou die gebruik golflengte reeks om baie naby infrarooi streek (2-3 mikron);
• crash verkoeling stelsel hulpmiddel middel IR reeks, wat dit ongeskik vir gebruik maak, maar het geen invloed op die ander gereedskap (0,6-6 mikron).

Die moeilikste toets wat die James Webb-teleskoop, wag - bekendstelling en inspuiting in die gewenste baan. Dit is hierdie situasies is getoets en suksesvol geslaag.

Revolusie in die wetenskap

As die James Webb-teleskoop sal werk in 'n normale modus, die brandstof is genoeg om te verseker dat sy werk 2018-2028. Verder het die potensiaal bestaan vir hervulling, wat die lewe van die teleskoop se wil uit te brei na 'n ander dekade. Net soos die "Hubble" is wat uitgevoer word vir 25 jaar, sal die JWST verseker generasie van revolusionêre wetenskap. In Oktober sal 2018 vuurpyl "Ariane 5" die toekoms van astronomie, wat, na meer as 10 jaar se harde werk is reeds gedoen om te begin om vrugte af te werp wentel. Toekomstige ruimte teleskope byna aangekom.