Con cada centímetro adicional de apertura,con cada segundo adicional de tiempo de observación y cada átomo adicional de interferencia atmosférica eliminada del campo de visión del telescopio, será mejor, más profundo y más comprensible ver el Universo.
Cuando el telescopio Hubble comenzó a operar en1990, marcó el comienzo de una nueva era en astronomía: la cósmica. Ya no había necesidad de luchar contra la atmósfera, preocuparse por las nubes o el parpadeo electromagnético. Todo lo que se requería era desplegar el satélite en el objetivo, estabilizarlo y recolectar fotones. Durante 25 años, los telescopios espaciales comenzaron a cubrir todo el espectro electromagnético, lo que permitió por primera vez examinar el Universo en cada longitud de onda de luz.
Pero a medida que nuestro conocimiento aumentó, también lo hizonuestra comprensión de lo desconocido. Cuanto más miramos hacia el Universo, más profundo vemos el pasado: una cantidad de tiempo finita desde el momento del Big Bang en combinación con una velocidad de luz finita proporciona el límite de lo que podemos observar. Además, la expansión del espacio en sí funciona contra nosotros, estirando la longitud de onda de la luz desde las estrellas a medida que viaja a través del universo hasta nuestros ojos. Incluso el telescopio espacial Hubble, que nos brinda la imagen más profunda e impresionante del Universo que hemos descubierto, es limitado en este sentido.
El Hubble es un telescopio increíble, pero tiene una serie de limitaciones fundamentales:
Estas galaxias son hermosas, lejanas y existieron cuando el Universo tenía solo el 4% de su edad actual. Pero se sabe que las estrellas y las galaxias existieron incluso antes.
Чтобы увидеть это, телескоп должен обладать более Alta sensibilidad. Esto significa cambiar a olas más largas y temperaturas más bajas que el Hubble. Es por eso que se está creando el telescopio espacial James Webb.
James Webb Space Telescope (JWST) diseñadoPara superar con precisión estas limitaciones: con un diámetro de 6,5 m, el telescopio le permite recoger 7 veces más luz que el Hubble. Abre la posibilidad de una ultraespectroscopía de alta resolución de 600 nm a 6 μm (4 veces la longitud de onda que el Hubble puede ver), para realizar observaciones en la región infrarroja media del espectro con mayor sensibilidad que nunca. JWST utiliza enfriamiento pasivo a la temperatura de la superficie de Plutón y puede enfriar activamente instrumentos de infrarrojo medio de hasta 7 K. El telescopio James Webb permitirá hacer ciencia como nunca antes lo había hecho.
Él permitirá:
El nivel de investigación del JWST es diferente a cualquier cosa en el pasado, por lo que el telescopio fue elegido como la misión principal de la NASA en la década de 2010.
Desde un punto de vista técnico, el nuevo telescopioJames Webb es una verdadera obra de arte. El proyecto ha recorrido un largo camino: hubo excesos en el presupuesto, retrasos en el calendario y el peligro de cancelar el proyecto. Después de la intervención del nuevo liderazgo, todo cambió. El proyecto de repente funcionó como un reloj, se asignaron fondos, se tomaron en cuenta errores, fallas y problemas, y el equipo de JWST comenzó a ajustarse a todos los plazos, cronogramas y marcos presupuestarios. El lanzamiento del dispositivo está programado para octubre de 2018 en el cohete Arian-5. El equipo no solo sigue el cronograma, sino que le quedan nueve meses para tener en cuenta todas las situaciones imprevistas, de modo que todo esté preparado y listo para esta fecha.
El telescopio James Webb consta de 4 partes principales.
Incluye todos los espejos, de los cuales la mayoríadieciocho espejos dorados segmentados primarios son efectivos. Se utilizarán para recolectar luz estelar distante y enfocarla en herramientas de análisis. Todos estos espejos ahora están listos e impecables, hechos exactamente a tiempo. Al final del ensamblaje, se plegarán en un diseño compacto que se lanzará a una distancia de más de 1 millón de kilómetros desde la Tierra hasta el punto L2 de Lagrange, y luego se desplegarán automáticamente para formar una estructura de panal que recogerá luz ultralarga durante muchos años. Esto es algo realmente hermoso y un resultado exitoso de los esfuerzos titánicos de muchos especialistas.
Webb está equipado con cuatro científicosherramientas que ya están 100% listas. La cámara principal del telescopio es una cámara de infrarrojo cercano: de luz naranja visible a infrarrojo profundo. Proporcionará imágenes sin precedentes de las primeras estrellas, las galaxias más jóvenes aún en proceso de formación, las estrellas jóvenes de la Vía Láctea y las galaxias cercanas, cientos de objetos nuevos en el cinturón de Kuiper. Está optimizado para recibir directamente imágenes de planetas alrededor de otras estrellas. Esta será la cámara principal utilizada por la mayoría de los observadores.
Esta herramienta no solo divide la luz enlongitudes de onda separadas, ¡pero puede hacer esto para más de 100 objetos individuales al mismo tiempo! Este dispositivo será un espectrógrafo universal Webb, que puede funcionar en 3 modos de espectroscopía diferentes. Fue construido por la Agencia Espacial Europea, pero el Centro de Vuelo Espacial proporcionó muchos componentes, incluidos detectores y una batería de obturadores múltiples. Goddard (NASA). Este dispositivo ha sido probado y está listo para instalar.
El instrumento se utilizará para banda ancha.Se obtendrán visualizaciones, es decir, con su ayuda, las imágenes más impresionantes de todas las herramientas de Webb. Desde un punto de vista científico, será más útil para medir discos protoplanetarios alrededor de estrellas jóvenes, medir y visualizar con una precisión sin precedentes los objetos del cinturón de Kuiper y el polvo calentado por la luz de las estrellas. Será el único instrumento con enfriamiento criogénico a 7 K. Comparado con el telescopio espacial Spitzer, esto mejorará los resultados 100 veces.
El dispositivo le permitirá producir:
Esta herramienta fue creada por la Agencia Espacial Canadiense. Después de pasar la prueba criogénica, también estará listo para la integración en el compartimento del instrumento del telescopio.
Los telescopios espaciales aún no han sido equipados con ellos.Uno de los aspectos más aterradores de cada lanzamiento es la aplicación de un material completamente nuevo. En lugar de enfriar activamente toda la nave espacial con un refrigerante desechable de una sola vez, el telescopio James Webb utiliza una tecnología completamente nueva: un protector solar de 5 capas que se desplegará para reflejar la radiación solar del telescopio. Cinco láminas de 25 metros se unirán con varillas de titanio y se instalarán después del despliegue del telescopio. La protección se probó en 2008 y 2009. Los modelos a gran escala involucrados en las pruebas de laboratorio hicieron todo lo que tenían que hacer aquí en la Tierra. Esta es una hermosa innovación.
También es un concepto increíble:no solo bloquee la luz del sol y coloque el telescopio a la sombra, sino que lo haga de tal manera que todo el calor se irradie en la dirección opuesta a la orientación del telescopio. Cada una de las cinco capas en el vacío del espacio se volverá más fría con la distancia desde el exterior, que será ligeramente más cálida que la temperatura de la superficie de la Tierra, alrededor de 350-360 K. La temperatura de la última capa debería caer a 37-40 K, que es más fría que la noche en la superficie. Plutón
Además, se han tomado medidas significativas.precauciones para proteger del entorno adverso del espacio profundo. Una de las cosas de las que debe preocuparse aquí son los guijarros pequeños del tamaño de guijarros, granos de arena, partículas de polvo e incluso los más pequeños que vuelan por el espacio interplanetario a una velocidad de decenas o incluso cientos de miles de km / h. Estos micrometeoritos son capaces de hacer pequeños agujeros microscópicos en todo lo que encuentran: naves espaciales, trajes de cosmonautas, espejos telescópicos y mucho más. Si los espejos solo tienen abolladuras o agujeros, lo que reduce ligeramente la cantidad de "buena luz" disponible, entonces el protector solar puede rasgarse de borde a borde, haciendo que toda la capa sea inútil. Para combatir este fenómeno, se utilizó una idea brillante.
Todo el escudo solar se dividió en secciones parade modo que si hay un pequeño espacio en uno, dos o incluso tres de ellos, la capa no se rasgará más, como una grieta en el parabrisas de un automóvil. La partición mantendrá toda la estructura intacta, lo cual es importante para evitar la degradación.
Este es el componente más común, ya que todos tienentelescopios espaciales y misiones científicas. En JWST, es único, pero también completamente listo. Todo lo que queda por hacer por el contratista general del proyecto Northrop Grumman es terminar el escudo, ensamblar el telescopio y probarlo. El dispositivo estará listo para su lanzamiento en 2 años.
Si todo va bien, la humanidad seráen el umbral de grandes descubrimientos científicos. La cortina de gas neutro, que todavía oscurece la visión general de las primeras estrellas y galaxias, será eliminada por las capacidades infrarrojas de Webb y su enorme apertura. Será el telescopio más grande y sensible con una gran variedad de longitudes de onda de 0.6 a 28 micras (el ojo humano ve de 0.4 a 0.7 micras) jamás construido. Se espera que proporcione una década de observaciones.
Según la NASA, la misión de Webb durará desde5.5 a 10 años. Está limitado por la cantidad de combustible necesaria para mantener la órbita, y la vida útil de la electrónica y el equipo en condiciones espaciales adversas. El telescopio orbital James Webb transportará combustible durante todo el período de 10 años, y 6 meses después del lanzamiento, se realizarán pruebas de soporte de vuelo, lo que garantiza 5 años de trabajo científico.
El principal factor limitante escantidad de combustible a bordo. Cuando termina, el satélite se alejará del punto L2 de Lagrange, entrando en una órbita caótica en las inmediaciones de la Tierra.
A esto, pueden ocurrir otros problemas:
La prueba más difícil que le espera al telescopio James Webb es el lanzamiento y el lanzamiento en una órbita dada. Fueron estas situaciones las que se probaron y pasaron con éxito.
Si el telescopio James Webb funciona enEn modo normal, hay suficiente combustible para garantizar su funcionamiento de 2018 a 2028. Además, existe el potencial de reabastecimiento de combustible, que podría extender la vida útil del telescopio por otra década. Así como el Hubble ha sido explotado durante 25 años, el JWST podría proporcionar una generación de ciencia revolucionaria. En octubre de 2018, el vehículo de lanzamiento Arian-5 pondrá en órbita el futuro de la astronomía, que, después de más de 10 años de arduo trabajo, está listo para comenzar a dar sus frutos. El futuro de los telescopios espaciales casi ha llegado.
