James Webb Space Telescope (James Webb Space Telescope): lancering dato, udstyr

Med hver ekstra centimeter blænde, hver ekstra sekund observationsperiode og hver ekstra atom atmosfæriske, fjernt fra marken kortlægningsteleskop, bedre, dybere og klarere vil du se universet.

25 års "Hubble"

Når teleskopet "Hubble" startede i 1990 åbnede en ny æra i astronomi - rum. havde ikke længere at beskæftige sig med atmosfære, skyer, eller bekymre sig om elektromagnetisk flimmer. Alt hvad der behøves - er at implementere satellit på mål for at stabilisere det og til at indsamle fotoner. Over 25 års rumteleskoper begyndte at dække hele elektromagnetiske spektrum, som tilladt for første gang til at overveje universet ved hver bølgelængde af lys.

Men som vores viden er steget, og øget vores forståelse af det ukendte. Jo længere vi ser ud i universet, jo mere vi ser den dybe fortid: en endelig mængde tid siden Big Bang, i forbindelse med den endelige lysets hastighed giver en grænse for, hvad vi kan observere. Desuden udvidelse af rummet selv arbejder imod os, strække bølgelængden af lyset af stjerner, som han rejser på tværs af universet til vores øjne. Selv rumteleskopet "Hubble", som giver os den dybeste, de mest spektakulære billeder af universet, som vi nogensinde har opdaget, er begrænset i denne henseende.

"Hubble" Ulemper

"Hubble" - en fantastisk teleskop, men det har nogle grundlæggende begrænsninger:

• Blot 2,4 mi diameter, hvilket begrænser dens opløsning.
• Selvom reflekterende overtræksmaterialer, er det konstant udsat for direkte sollys, som opvarmes. Det betyder, at på grund af termiske virkninger, kan han ikke se bølgelængden af lys mere end 1,6 mikrometer.
• Kombinationen af begrænset blænde og bølgelængde, som den er følsom, hvilket betyder, at teleskopet kan se ikke galakse ældre end 500 millioner år.

Disse galakser er perfekte, langt eksisterede da universet kun var omkring 4% af sin nuværende alder. Men vi ved, at stjerner og galakser eksisterede før.

For at se det, teleskopet skal have en højere følsomhed. Dette betyder overgangen til længere bølgelængder og lavere temperaturer end "Hubble". Det er grunden til, og skabte James Webb Space Telescope.

Udsigterne for videnskab

James Webb Space Telescope (JWST) er udformet til at overvinde disse begrænsninger er: med 6,5 m diameter teleskop indsamler 7 gange mere lys end de "Hubble". Det åbner mulighed for ultra-høj opløsning spektroskopi fra 600 nm til 6 mikrometer (4 gange større end bølgelængden, som er i stand til at se "Hubble") for at observere den midterste infrarøde område med en højere følsomhed end nogensinde før. JWST bruger passiv køling til en overfladetemperatur på Pluto og er i stand til aktivt at køle midt-infrarøde enheder op til 7 K. Telescope James Webb vil gøre det muligt at gøre videnskaben som ingen før dette ikke gøres.

Han vil:

• observere de tidligste galakser nogensinde dannet;
• synlige gennem den neutrale gas sonde og den første stjerne reionisering univers;
• udføre spektroskopisk analyse af de allerførste stjerner (population III), dannet efter Big Bang;
• få fantastiske overraskelser, ligesom opdagelsen af de tidligste supertunge sorte huller og kvasarer i universet.

Niveau forskning JWST er ikke svarer til den i fortiden, og så teleskopet blev valgt som NASA flagskib mission 2010'erne.

videnskabelig mesterværk

Fra et teknisk synspunkt, den nye James Webb teleskopet er en reel kunstværk. Projektet har bestået en lang vej: Der var budgetoverskridelser, planlægge forsinkelser og risiko for aflysning af projektet. Efter indgriben fra den nye ledelse har ændret sig. Projektet pludselig vundet som ure, blev tildelt midler, tegnede sig for fejl, fiaskoer og problemer, og holdet begyndte at pakke JWST i alle vilkår, tidsplaner og budgetbegrænsninger. Lanceringen er planlagt til oktober 2018 en raket "Ariane 5". Holdet følger ikke kun tidsplanen, hun har ni måneder tilbage at give mulighed for eventuelle uventede situation, som alle blev indsamlet og klar til denne dato.

James Webb Telescope består af fire hoveddele.

optiske enhed

Det omfatter alle de spejle, hvoraf den mest effektive atten forgyldte segmenteret primære spejl. De vil blive brugt til at indsamle en fjern stjernelys og fokusere sine instrumenter til analyse. Alle disse spejle er nu klar og perfekt, lavet lige efter planen. Ved afslutningen af konstruktionen vil de blive foldet til en kompakt konstruktion til at køre i en afstand af mere end 1 million kilometer fra Jorden til L2 Lagrange-punkt, og derefter automatisk gå over til dannelse af en bikagestruktur, som i mange år vil indsamle udgående lys. Det er virkelig en smuk ting, og et vellykket resultat af Titanic indsats fra mange specialister.

Bagage nær infrarød

"Webb" er udstyret med fire videnskabelige instrumenter, der er klar til 100%. Det vigtigste kamera er et kamera i teleskop nær IR-område, fra synligt lys til dyb orange-infrarøde område. Det vil give en hidtil uset billede af de tidligste stjerner, de yngste galakser, der stadig er i færd med at dannelse, unge stjerner i Mælkevejen og nærliggende galakser, hundredvis af nye objekter i Kuiper bæltet. Det er optimeret til direkte billeddannelse af planeter omkring andre stjerner. Dette vil være det vigtigste kamera, der bruges af de fleste iagttagere.

Near Infrared Spectrograph

Dette værktøj ikke kun adskiller lys i individuelle bølgelængder, men er i stand til at gøre dette for mere end 100 individuelle objekter på samme tid! Denne enhed er en universel spektrograf "Webb", der kan fungere 3 forskellige regimer spektroskopi. Det blev bygget af Den Europæiske Rumorganisation, men mange komponenter, herunder detektorer og multi-ventil batteri, der leveres af Center for Space Flight. Goddard (NASA). Denne enhed er testet og er klar til installation.

Mid-infrarøde instrument

Enhed, der skal bruges til bredbånd billedbehandling, dvs. det vil blive opnået via den mest imponerende billede med alle instrumenter "Webb". Fra et videnskabeligt synspunkt, ville det være mest nyttige i at måle de protoplanetariske diske omkring unge stjerner, måling og visualisering med hidtil uset nøjagtighed objekter fra Kuiper bæltet og støv opvarmet af stjernelys. Han er det eneste værktøj med et kryogent afkølet til 7 K. I forhold til spitzerteleskopet, vil det forbedre resultaterne i 100 gange.

Uden pauser spektrograf NIR (NIRISS)

Enheden vil producere:

• wide-spektroskopi i det nære infrarøde bølgelængdeområde (1,0-2,5 mikron);
• Grism spektroskopi ét objekt i det synlige og infrarøde område (0,6-3,0 mikron);
• maskering blænde interferometri ved bølgelængder på 3,8 - 4,8 mikron (hvor de forventede første stjerner og galakser);
• bred vifte undersøgelse af hele synsfeltet.

Dette værktøj blev skabt af den canadiske rumagentur. Efter at have passeret kryogen test vil han også være villig til at integrere sig i det udstyr bugt teleskopet.

solskærm

Space teleskoper de endnu ikke har udpeget. En af de mest skræmmende aspekter af enhver opstart er at bruge et helt nyt materiale. I stedet for afkøling af hele rumfartøj aktivt i engangsemballage forbrugsmaterialer kølemiddel, James Webb teleskopet anvender en helt ny teknologi - 5-lags solskærm skal sættes ind for at afspejle den solstråling fra teleskopet. Fem 25-fods plader af titanium stænger er tilsluttet og installeret efter indsættelsen af teleskopet. Beskyttelsen er blevet testet i 2008 og 2009. Fuld-skala modeller, der deltager i laboratorieforsøg udført alt, hvad de havde at gøre her på Jorden. Dette er en smuk innovation.

Derudover er det også en utrolig koncept: ikke blot til at blokere lyset fra solen og sætte en teleskop i skyggen, og gøre det så al varmen udstråles i modsat retning til retningen af teleskopet. Hver af de fem lag i et vakuum rum bliver kolde som afstanden fra kanten til at være lidt varmere end overfladetemperaturen - omkring 350-360 K. sidste lag Temperaturen bør falde til 37-40 K, som er koldere end overfladen natten Pluto.

Hertil kommer, at betydelige forholdsregler træffes for at beskytte det mod ugunstige miljø i det ydre rum. En af de ting, der skal berørte her er små småsten småsten størrelse, sand, støv og endnu mindre gennem interplanetariske rum flyvende med en hastighed på snesevis eller endda hundredvis af tusindvis af km / t. Disse mikrometeoritter er i stand prodelyvat bittesmå, mikroskopiske huller i alt, hvad de støder på: rumfartøj, rumdragter, spejle, teleskoper og meget mere. Hvis spejlet vil kun have buler eller huller, let reducere mængden af tilgængelig "godt lys", solpanel kan blive revet fra kant til kant, som vil gøre det hele laget ubrugelig. For at bekæmpe dette fænomen geniale idé blev brugt.

Alle sol skjold er opdelt i sektioner, så at, hvis der er et lille hul i én, to eller endda tre af disse, vil laget ikke rive yderligere som en fraktur i forruden på bilen. Partitionering vil holde hele strukturen i det hele, er det vigtigt at forhindre nedbrydning.

Rumfartøjer: samling og kontrolsystem

Det er en almindelig komponent, som der er i alle rum teleskoper og videnskabelige missioner. I JWST er unik, men også fuldt forberedt. Alt der er tilbage er den hovedentreprenør af projektselskabet Northrop Grumman, - komplet skjold, samle teleskopet og tjekke det ud. Enheden vil være klar til at starte i 2 år.

10 års opdagelse

Hvis alt går vel, menneskeheden er på randen af store videnskabelige opdagelser. Sløret af neutrale gas, som stadig overskygget overblik over de tidligste stjerner og galakser, er løst infrarød port "Webb" og dens enorme lysstyrke. Dette vil være den største, mest følsomme teleskop med et stort bølgelængdeområde fra 0,6 til 28 mikrometer (det menneskelige øje ser fra 0,4 til 0,7 mikrometer) af nogensinde er bygget. Det forventes at give et årti med observationer.

Ifølge NASA, vil udtrykket "Webb" mission være fra 5,5 til 10 år. Det er begrænset til den mængde brændstof, der kræves for at opretholde kredsløb, og elektronik liv og udstyr i det barske miljø i rummet. Den orbital teleskop James Webb vil bære et lager af brændstof for hele 10-årig periode, og 6 måneder efter lanceringen vil blive testet for at sikre flyvningen, som garanterer 5 års videnskabeligt arbejde.

Hvad kunne gå galt?

Den vigtigste begrænsende faktor er mængden af brændstof om bord. Når den er færdig, vil den satellit driver væk fra Lagrange punkt L2, der kommer på som en kaotisk bane meget tæt på Jorden.

Denne koma, kan opstå, og andre problemer:

• spejle nedbrydning, som påvirker mængden af indsamlet lys og skabe billedartefakter, men vil ikke skade den videre drift af teleskopet;
• svigt af en del eller total sol skærm, som vil hæve temperaturen af rumfartøjer, og indsnævrer den anvendte bølgelængdeområde til meget nære infrarøde område (2-3 mikrometer);
• nedbrud Kølesystem tool mid-IR-området, hvilket gør det uegnet til brug, men påvirker ikke de andre værktøjer (0,6 til 6 mikron).

Den sværeste test, der venter James Webb teleskopet, - lancering og injektion i den ønskede bane. Det er disse situationer er blevet testet og bestået med succes.

Revolution inden for videnskab

Hvis James Webb teleskopet vil arbejde i en normal tilstand, brændstoffet er nok til at sikre, at hans arbejde fra 2018 til 2028. Desuden er der en mulighed for tankning, hvilket ville forlænge teleskopets liv til et andet årti. Ligesom "Hubble" blev drevet i 25 år, ville det JWST sikre generation af revolutionerende videnskab. I oktober 2018 raket "Ariane 5" vil kredse om fremtiden for astronomi, som efter mere end 10 års hårdt arbejde er allerede gjort for at begynde at bære frugt. Fremtidige rumteleskoper næsten ankom.