James Webb Space Telescope (James Webb Space Telescope): ilunsad petsa, mga kagamitan

Sa bawat karagdagang centimeter siwang, bawat karagdagang second period pagmamasid at bawat karagdagang atom hadlang sa atmospera, ng mga remote mula sa field survey teleskopyo, mas mahusay, mas malalim at mas malinaw mo makikita sa uniberso.

25 taon ng "Hubble"

Kapag ang teleskopyo "Hubble" nagsimulang operating noong 1990, binuksan ito ng isang bagong panahon sa astronomy - space. Hindi na kinailangang harapin ang kapaligiran, mga ulap, o mag-alala tungkol electromagnetic andap. Ang lahat ng iyon ay kinakailangan - ay upang i-deploy ang satellite sa target upang maging matatag ito at upang mangolekta photons. Higit sa 25 taon ng mga teleskopyo space nagsimula upang masakop ang buong electromagnetic spectrum, na kung saan pinapayagan para sa unang pagkakataon upang isaalang-alang ang daigdig sa bawat wavelength ng liwanag.

Ngunit tulad ng ating kaalaman ay nadagdagan, at nadagdagan ang aming pang-unawa ng mga hindi kilala. Ang karagdagang inaabangan namin out sa uniberso, mas nakikita natin ang malalim nakaraan: isang may takda na halaga ng oras dahil ang Big Bang, kasabay ng mga may hangganan bilis ng liwanag ay nagbibigay ng isang limitasyon sa kung ano ang maaari naming obserbahan. Dagdag pa rito, ang pagpapalawak ng puwang nito ay nagtatrabaho laban sa atin, na lumalawak ang wavelength ng liwanag ng mga bituin bilang siya ay naglalakbay sa buong uniberso sa aming mga mata. Kahit na ang space teleskopyo "Hubble", na kung saan ay nagbibigay sa amin ang pinakamalalim na, ang pinaka-kamangha-manghang mga larawan ng uniberso na kailanman namin na natuklasan, ay limitado sa kadahilanang ito.

"Hubble" Disadvantages

"Hubble" - isang kamangha-manghang teleskopyo, ngunit ito ay may ilang mga pangunahing limitasyon:

• Just 2.4 m sa diameter, na naglilimita sa kanyang resolution.
• Kahit mapanimdim materyales coating, patuloy na ito ay nailantad sa direktang liwanag ng araw, na kung saan ay pinainit. Ang ibig sabihin nito na dahil sa thermal epekto, hindi siya ay maaaring panoorin ang mga wavelength ng liwanag higit sa 1.6 microns.
• Ang kumbinasyon ng limitadong siwang at wavelength, kung saan ito ay sensitibo, ibig sabihin na ang teleskopyo ay maaaring makita ang kalawakan na hindi lalampas sa 500 milyong taon.

Ang mga kalawakan ay perpekto, malayo umiiral kapag ang uniberso ay lamang tungkol sa 4% ng kanyang kasalukuyang edad. Ngunit alam natin na ang mga bituin at galaxy umiral bago.

Upang makita ang mga ito, ang teleskopyo ay dapat magkaroon ng isang mas mataas na sensitivity. Ang ibig sabihin nito ang paglipat sa mas mahabang wavelength at mas mababang temperatura kaysa sa "Hubble". Iyon ay kung bakit, at nilikha ang James Webb Space Telescope.

Prospects para sa agham

James Webb Space Telescope (JWST) ay dinisenyo upang pagtagumpayan ang mga limitasyon ay: may 6.5 m diameter teleskopyo nangongolekta ng 7 beses na mas magaan kaysa sa "Hubble". Ito ay bubukas ang posibilidad ng ultra-mataas na resolution spectroscopy mula sa 600 nm sa 6 microns (4 na beses mas malaki kaysa sa wavelength, na kung saan ay magagawang upang makita ang "Hubble") upang obserbahan gitna infrared rehiyon na may isang mas mataas na sensitivity kaysa sa dati. JWST ay gumagamit ng passive pinapalamig sa isang temperatura ng ibabaw ng Pluto at ay magagawang upang aktibong palamig kalagitnaan ng infrared na aparato hanggang 7 K. Telescope James Webb ay gagawing posible na ang sinasabi ng siyensiya bilang walang isa bago ito ay hindi tapos na.

Kaniyang nais:

• obserbahan sa earliest kalawakan kailanman binuo;
• nakikita sa pamamagitan ng mga neutral na gas probe at ang unang star reionization uniberso;
• isagawa ang spectroscopic analysis sa mga pinakaunang mga bituin (populasyon III), nabuo makalipas ang Big Bang;
• makakuha ng mga kamangha-manghang mga surpresa, tulad ng pagtuklas ng pinakamaagang napakalaking black hole at quasar sa uniberso.

Level ng pananaliksik JWST ay hindi katulad ng sa nakaraan, at sa gayon ang teleskopyo ay napili bilang flagship misyon 2010s NASA.

pang-agham na obra maestra

Mula sa isang teknikal na pananaw, ang bagong James Webb teleskopyo ay isang tunay na gawain ng sining. Ang proyekto ay lumampas na sa isang mahabang paraan: may mga badyet overruns, iskedyul pagkaantala at peligro ng kanselasyon ng proyekto. Pagkatapos ng interbensyon ng bagong pamumuno ay nagbago. Ang proyektong biglang nakakuha ng mga relo, mga pondo ay inilalaan, accounted para sa mga pagkakamali, mga pagkabigo at mga problema, at ang koponan ay nagsimulang packing JWST sa lahat ng mga tuntunin, mga iskedyul at badyet limitasyon. Ang paglulunsad ay naka-iskedyul para sa Oktubre 2018 sa isang rocket "Ariane 5". Ang koponan ay hindi lamang sumusunod sa schedule, siya ay siyam na buwan kaliwa upang pahintulutan para sa anumang hindi inaasahang sitwasyon na ang lahat ng nakolekta at handa na para sa petsang ito.

James Webb Telescope ay binubuo ng apat na pangunahing mga bahagi.

optical unit

Kabilang dito ang lahat ng mga salamin, kung saan ang pinaka-epektibong labingwalong gilt segment pangunahing mirror. Ang mga ito ay ginagamit upang mangolekta ng mga malalayong starlight at ituon ang kanyang mga instrumento para sa pagsusuri. Ang lahat ng mga mirrors ay nakahanda na at perpekto, na ginawa mismo sa schedule. Sa katapusan ng ang assembly sila ay maaaring nakatiklop sa isang compact disenyo upang tumakbo sa layo ng higit sa 1 milyong kilometro mula sa Daigdig sa L2 Lagrange point, at pagkatapos ay awtomatikong i-on upang bumuo ng isang pulot-pukyutan istraktura, na para sa maraming mga taon na mangongolekta Outbound liwanag. Ito ay talagang isang magandang bagay at isang matagumpay na kinalabasan ng titanic pagsusumikap ng maraming mga espesyalista.

Bagahe malapit sa infrared

"Webb" ay nilagyan ng apat na pang-agham na mga instrumento na ay handa na para sa 100%. Ang pangunahing kamera ay isang kamera ng teleskopyo na malapit sa IR range, mula sa nakikitang liwanag sa malalim orange-infrared rehiyon. Ito ay nagbibigay ng isang walang uliran larawan ng pinakamaagang mga bituin, ang pinakabatang kalawakan na nasa proseso pa rin ng pagbubuo, ang mga batang bituin sa Milky Way at mga kalapit na kalawakan, daan-daang mga bagong mga bagay sa Kuiper belt. Ito ay na-optimize para sa mga direktang imaging ng mga planeta sa palibot ng ibang mga bituin. Ito ang magiging pangunahing camera, na ginagamit ng karamihan sa observers.

Malapit Infrared Spectrograph

Ang tool na ito hindi lamang ang naghihiwalay sa liwanag sa mga indibidwal na habang-alon, ngunit ay magagawang upang gawin ito para sa higit sa 100 mga indibidwal na mga bagay nang sabay-sabay! Ang aparatong ito ay isang unibersal na spectrograph "Webb", na maaaring gumana sa 3 iba't ibang mga regimes spectroscopy. Ito ay itinayo sa pamamagitan ng European Space Agency, ngunit maraming mga bahagi kabilang ang detector at multi-balbula baterya, na ibinigay ng Center para sa Space Flight. Goddard (NASA). Ang aparatong ito ay nasubukan at ay handa na para sa pag-install.

Kalagitnaan ng infrared na instrumento

Aparato na gagamitin para sa broadband imaging, hal ito ay maaaring makuha sa pamamagitan ng ang pinaka-kahanga-hanga na imahe na may sarisaring kasangkapang "Webb". Mula sa isang pang-agham na punto ng view, ito ay magiging pinaka-kapaki-pakinabang sa pagsukat ng protoplanetary disk sa palibot ng batang mga bituin, pagsukat at visualization may walang uliran kawastuhan Kuiper Belt bagay at dust nainitan ng starlight. Siya ay ang tanging tool na may isang cryogenically cooled hanggang 7 K. Kung ikukumpara sa Spitzer Space Telescope, ito ay mapabuti ang mga resulta sa 100 beses.

Gapless spectrograph NIR (NIRISS)

Ang aparato ay makakapagdulot ng:

• wide-spectroscopy sa malapit infrared wavelength rehiyon (1.0-2.5 micron);
• Grism spectroscopy isang bagay sa mga nakikita at infrared na hanay (0.6-3.0 micron);
• masking-siwang interferometry sa wavelength ng 3.8-4.8 microns (kung saan inaasahang unang bituin at kalawakan);
• wide-range survey ng buong larangan ng view.

Ang tool na ito ay nilikha sa pamamagitan ng ang Canadian Space Agency. Matapos ang pagpasa sa cryogenic pagsubok ay siya rin ay payag upang maisama sa equipment bay ng teleskopyo.

sunshield

Space teleskopyo wala pa silang appointed. Isa sa mga pinaka nakakatakot aspeto ng anumang mga startup ay ang paggamit ng isang ganap na bagong materyal. Sa halip na paglamig ng buong spacecraft aktibong gamit ang hindi kinakailangan consumable nagpapalamig, ang James Webb teleskopyo ay gumagamit ng isang ganap na bagong teknolohiya - 5-layer sun kalasag upang maging deployed upang sumalamin ang solar radiation mula sa teleskopyo. Limang 25-foot sheet ng titanium rods ay konektado at naka-install matapos ang pag-deploy ng mga teleskopyo. proteksyon na ito ay nasubok sa 2008 at 2009. Full-scale modelo, na lumalahok sa mga pagsubok laboratoryo, natupad ang lahat ng kailangan nilang gawin dito sa Daigdig. Ito ay isang magandang pagbabago.

Bilang karagdagan, ito rin ay isang napakalaking konsepto: Hindi lang na i-block ang liwanag mula sa araw at maglagay ng isang teleskopyo sa lilim, at gawin ito upang ang lahat ng init ay radiated sa direksyon kabaligtaran sa orientation ng mga teleskopyo. Ang bawat isa sa limang mga layer sa isang vacuum space ay lalamig bilang ang distansya mula sa labas upang maging bahagyang mas mainit kaysa sa temperatura ng ibabaw - sa paligid ng 350-360 K. temperatura huling layer ay dapat drop sa 37-40 K, na kung saan ay mas malamig kaysa sa ibabaw sa gabi Pluto.

Sa karagdagan, makabuluhang pag-iingat na kinuha upang maprotektahan ito mula sa salungat na kapaligiran ng malalim na espasyo. Isa sa mga bagay na nag-aalala dito ay mga maliliit na pebbles size maliit na bato, buhangin, dust at kahit na mas mababa sa pamamagitan ng mga planeta space na lumilipad sa isang bilis ng sampu-sampung o kahit na daan-daang libong km / h. Ang mga micrometeorites ay magagawang prodelyvat maliit, mikroskopiko butas sa lahat ng bagay sila ay nakatagpo: spacecraft, space paghahabla, salamin, teleskopyo at marami pang iba. Kung ang salamin ay magkakaroon lamang ng dents o butas, bahagyang mabawasan ang dami ng mga magagamit na "magandang liwanag", ang solar panel ay maaaring napunit mula sa gilid sa gilid, na kung saan ay gawin ang buong layer walang silbi. Upang labanan ang palatandaan na ito makikinang na ideya ay nagamit.

Lahat ng solar kalasag ay nahahati sa mga seksyon sa gayon ay, kung mayroong isang maliit na puwang sa isa, dalawa o kahit tatlo sa mga ito, ang layer ay hindi pilasin karagdagang, bilang isang bali sa windshield ng kotse. Partitioning papanatilihin ang buong istraktura ng ang buong, ito ay mahalaga upang maiwasan ang marawal na kalagayan.

Spacecraft: assembly at kontrol ng sistema

Ito ay isang ordinaryong bahagi, bilang doon ay sa lahat ng mga teleskopyo space at pang-agham na mga misyon. Sa JWST ay natatangi, ngunit din ganap na handa. Ang lahat na ay kaliwa ay ang pangkalahatang kontratista ng proyekto kumpanya Northrop Grumman, - kumpletong kalasag, magtipun-tipon ang teleskopyo at suriin ito. Ang aparato ay handa na upang simulan sa loob ng 2 taon.

10 taon ng pagtuklas

Kung ang lahat ng napupunta na rin, ang sangkatauhan ay nasa bingit ng mahusay na pang-agham na pagtuklas. Ang belo ng neutral na gas, na kung saan ay pa rin overshadowed pangkalahatang-ideya ng ang pinakamaagang mga bituin at kalawakan, ay nalutas infrared kakayahan "Webb" at ang kanyang napakalaking kakinangan. Ito ang magiging pinakamalaking, pinaka-sensitive teleskopyo na may isang malaking hanay wavelength 0.6-28 microns (ang mata ng tao nakikita ng 0.4-0.7 microns) ng kailanman binuo. Ito ay inaasahan na magbigay ng isang dekada ng mga obserbasyon.

Ayon sa NASA, ang terminong "Webb" misyon ay magiging 5.5-10 taon. Ito ay limitado sa ang halaga ng gasolina na kinakailangan upang mapanatili ang orbit, at electronics na buhay at kagamitan sa malupit na kapaligiran ng space. Ang orbital teleskopyo James Webb ay magtataglay ng stock ng gasolina para sa buong 10-taong termino, at 6 na buwan pagkatapos ng paglunsad ay sinubukan upang matiyak ang flight, na garantiya 5 taon ng siyentipikong trabaho.

Ano ang maaaring pumunta mali?

Ang pangunahing kadahilanang naglilimita ay ang halaga ng gasolina sa board. Kapag ito ay tapos na, ang satellite ay naaanod na ang layo mula sa Lagrange point L2, pagdating sa bilang isang magulong orbit napakalapit na ng Earth.

pagkawala ng malay ito, maaaring mangyari at mga sakuna:

• salamin marawal na kalagayan, na nakakaapekto sa ang halaga ng mga nakolektang liwanag at lumikha ng artifacts ng imahe, ngunit hindi makapinsala sa karagdagang operasyon ng teleskopyo;
• kabiguan ng isang bahagi o kabuuang solar screen, na kung saan ay taasan ang temperatura ng ang spacecraft, at Makipot ang ginagamit wavelength hanay upang masyadong malapit infrared rehiyon (2-3 microns);
• crash paglamig sistema tool mid-IR range, na ginagawang akma para sa paggamit, ngunit ay hindi nakakaapekto sa iba pang mga kasangkapan (0.6-6 microns).

Ang pinaka-mahirap na pagsubok na naghihintay sa James Webb teleskopyo, - ilunsad at iniksyon sa ninanais na orbit. Ito ay mga sitwasyong ito ay nasubukan at matagumpay na nakapasa.

Rebolusyon sa agham

Kung ang James Webb teleskopyo ay gagana sa isang normal na mode, ang gasolina ay sapat na upang matiyak na ang kanyang trabaho 2018-2028. Dagdag pa rito, ang mga potensyal na umiiral para sa refueling, na magpapanatili sa buhay ng teleskopyo sa isa pang dekada. Tulad ng "Hubble" ay pinatatakbo para sa 25 taon, ang JWST nais matiyak na henerasyon ng mga rebolusyonaryo science. Noong Oktubre 2018 rocket "Ariane 5" ay orbita sa kinabukasan ng astronomy, na kung saan, pagkatapos ng higit sa 10 taon ng hirap sa trabaho ay na-tapos na magsimulang bumunga. Future space teleskopyo halos dumating.