Minden további nyílás centiméternél,Ha a megfigyelési idő minden második másodpercét és a légköri interferencia minden egyes atomját eltávolítják a távcső látóteréből, jobb, mélyebb és érthetőbb lesz az Univerzum látása.
Amikor a Hubble távcső működött1990-ben bevezette a csillagászat új korszakát - a kozmikát. Többé nem kellett küzdenie a légkörrel, aggódnia kell a felhők vagy az elektromágneses villogás miatt. Csak arra volt szükség, hogy a műholdat a célba telepítsék, stabilizálják és fotonokat gyűjtsenek. 25 éven át az űrteleszkópok elkezdték lefedni a teljes elektromágneses spektrumot, amely először lehetővé tette az univerzum megvizsgálását minden egyes fényhullámhosszon.
De amint tudásunk növekedett, az is növekedettaz ismeretlen megértésünk. Minél távolabb nézünk az Univerzumba, annál mélyebbre tekintünk a múltra: a Nagyrobbanás pillanatától a véges fénysebességgel kombinált véges idő biztosítja azt a határt, amit megfigyelhetünk. Sőt, maga a tér kiterjesztése ellenünk hat, és meghosszabbítja a fény hullámhosszát a csillagoktól, amikor az az univerzumon keresztül a szemünk felé halad. Még a Hubble Űrtávcső, amely a világ legmélyebb és legszembetűnőbb képét nyújtja nekünk, amit valaha fedeztünk fel, korlátozott ebben a tekintetben.
A Hubble csodálatos távcső, de számos alapvető korlátozással rendelkezik:
Ezek a galaxisok gyönyörűek, messze vannak és léteztek akkor, amikor az Univerzum jelenlegi kora csak körülbelül 4% -a volt. De tudjuk, hogy a csillagok és galaxisok még korábban is léteztek.
Ennek látásához a távcsőnek többnek kell lennienagy érzékenység. Ez azt jelenti, hogy váltani kell a hosszabb hullámokra és alacsonyabb hőmérsékletre, mint a Hubble. Ezért készül a James Webb Űrtávcső.
James Webb Űrtávcső (JWST) tervezésepontosan ezeknek a korlátozásoknak a leküzdésére: 6,5 m átmérőjű teleszkóp lehetővé teszi, hogy hétszer több fényt gyűjtsön, mint a Hubble. Ez lehetővé teszi a nagyfelbontású ultra-spektroszkópia vizsgálatát 600 nm-től 6 μm-ig (a Hubble által látott hullámhossz négyszerese), hogy a spektrum középső infravörös régiójában megfigyeléseket lehessen végezni, nagyobb érzékenységgel, mint valaha. A JWST passzív hűtést használ a Plútó felszíni hőmérsékletéhez, és képes közép-infravörös készülékeket 7 K-ig aktívan hűteni. A James Webb távcső lehetővé teszi a tudomány elvégzését, mint még senki még nem tett.
Megengedi:
A JWST kutatási szintje nem hasonlít a múltba, ezért a távcsövet választották a NASA 2010-es évek kiemelt küldetésének.
Technikai szempontból az új távcsőJames Webb egy igazi mű. A projekt hosszú utat tett meg: voltak költségvetési túllépések, amelyek elmaradtak az ütemtervtől és a projekt lemondásának veszélye volt. Az új vezetés beavatkozása után minden megváltozott. A projekt hirtelen úgy működött, mint egy óra, pénzeszközöket osztottak ki, a hibákat, kudarcokat és problémákat figyelembe vették, és a JWST csapata elkezdte beilleszkedni a határidőkbe, az ütemtervekbe és a költségvetési keretekbe. Az eszköz indítását 2018. októberben tervezik az Arian-5 rakéta. A csapat nemcsak az ütemtervet követi, de kilenc hónap van hátra az összes előre nem látható helyzet figyelembevétele érdekében, hogy minden össze legyen állítva és készen álljon erre az időpontra.
A James Webb távcső 4 fő részből áll.
Az összes tükröt tartalmazza, amelyek közül a legtöbbtizennyolc elsődlegesen szegmentált aranyozott tükrök hatékonyak. Ezeket a távoli csillagfények gyűjtésére és elemzési eszközökre összpontosítására fogják használni. Ezek a tükrök készen állnak és kifogástalanok, pontosan az ütemezés szerint készültek. Az összeszerelés végén összecsukják őket egy kompakt szerkezetbe, amelyet több mint egymillió km-es távolságra indítanak a Földtől a Lagrange L2 pontig, majd automatikusan telepítik egy méhsejt szerkezet kialakításához, amely évekig ultra hosszú fényt gyűjt. Ez egy nagyon szép dolog, és sok szakember titán erőfeszítéseinek sikeres eredménye.
A Webb négy tudományos eszközzel van felszerelveolyan eszközök, amelyek már 100% -ban készen állnak. A távcső fő kamerája közeli infravörös kamera: a látható narancssárga fénytől a mély infravörösig. Ez lehetővé teszi, hogy példátlan képeket kapjon a legkorábbi csillagokról, a még kialakulásban lévő legfiatalabb galaxisokról, a Tejút fiatal csillagairól és a közeli galaxisokról, valamint a Kuiper övben lévő új objektumok százaiból. A bolygók más csillagok körüli képeinek közvetlen fogadására van optimalizálva. Ez lesz a legtöbb megfigyelő által használt fő kamera.
Ez a hangszer nem csak a fényt osztja felkülön hullámhossz, de képes egyszerre több mint 100 különálló tárgyra! Ez a műszer sokoldalú Webb-spektrográf lesz, amely három különböző spektroszkópia módban képes működni. Az Európai Űrügynökség építette, de sok alkatrészt, beleértve az érzékelőket és a redőny-akkumulátort, az Űrügyi Repülési Központ szállította. Goddard (NASA). Ezt az eszközt tesztelték és készen áll a telepítésre.
Az eszközt szélessávú hálózathoz fogják használnivizualizáció, vagyis annak segítségével elkészülnek a leginkább lenyűgöző képek az összes Webb-eszközből. Tudományos szempontból ez a leghasznosabb a fiatal csillagok körüli protoplanetáris korongok mérésénél, példátlan pontosságú Kuiper-öv tárgyak és csillagfényben hevített por mérésén és képalkotó módszereken. Ez lesz az egyetlen készülék, amelynek kriogén hűtése 7 K-ra csökken. A Spitzer űrteleszkóphoz képest ez 100-szorosa javítja az eredményeket.
Az eszköz lehetővé teszi a következők előállítását:
Ezt az eszközt a Kanadai Űrügynökség hozta létre. A kriogén tesztek elvégzését követően készen áll a távcső műszerrekeszébe történő integrálásra.
Az űrteleszkópokat még nem szerelték fel velük.Minden dobás egyik legfélelmetesebb eleme egy teljesen új anyag használata. Ahelyett, hogy az egész űrhajót aktív, elhasználható hűtőközeggel hűti, a James Webb teleszkóp teljesen új technológiát alkalmaz - egy ötrétegű fényvédőt, amelyet a távcső napsugárzásának tükrözésére alkalmaznak. Öt 25 méteres lemezt titánrúd köti össze és telepíti a távcső kihelyezése után. A védelmet 2008-ban és 2009-ben tesztelték. A laboratóriumi tesztekben részt vevő teljes méretű modellek mindent megtettek, amit itt a Földön megtettek. Ez egy gyönyörű újítás.
Ez egy hihetetlen koncepció is:nemcsak a napfény blokkolását és a távcsövet az árnyékba helyezésével, hanem azáltal, hogy az összes hőt a távcső tájolása ellenkező irányában sugározzák. A tér vákuumában levő öt réteg mindegyike meghűl, a külső rétegtől való távolság mellett, amely kissé melegebb, mint a Föld felszínének hőmérséklete - körülbelül 350-360 K. Az utolsó réteg hőmérsékletének 37-40 K-ra kell csökkennie, ami hidegebb, mint éjjel a felszínen. Plútó.
Ezen felül jelentős intézkedéseket hoztakóvatossági óvintézkedések a mély űrkörzet súlyos környezete ellen. Az egyik aggodalomra okot adó apró kavics, homok, homok szem, por szemcsék méretű, és még kevésbé, amely több bolygóközi térben tíz vagy akár százezer km / h sebességgel repül át. Ezek a mikrometeoritok képesek apró, mikroszkopikus lyukakat létrehozni mindenben, amellyel találkoznak: űrhajók, űrhajós öltönyök, távcső tükrök és még sok más. Ha a tükrök csak bemélyedéseket vagy lyukakat kapnak, ami kissé csökkenti a rendelkezésre álló "jó fény" mennyiségét, akkor a napelemek szélektől repedhetnek, és az egész réteg használhatatlanná válik. Ragyogó ötlettel harcolták ezt a jelenséget.
A teljes napellenzőt szakaszokra osztottákúgy, hogy ha kicsi törés van egyben, kettőben vagy akár háromban is, akkor a réteg nem szakad tovább, mint egy repedés az autó szélvédőjében. A particionálás az egész szerkezetet sértetlennek tartja, ami fontos a lebomlás megakadályozása érdekében.
Ez a leggyakoribb elem, mivel mindenki rendelkezikŰrtávcsövek és tudományos küldetések. A JWST egyedülálló, de teljesen kész. A Northrop Grumman projekt fővállalkozójának csak annyit kell tennie, hogy befejezze a pajzsot, összeszerelje a távcsövet és tesztelje. A készülék 2 év alatt készen áll az indításra.
Ha minden rendben van, akkor az emberiség meg fogja találni magáta nagy tudományos felfedezések szélén. A semleges gáz takaróját, amely eddig elhomályosította a legkorábbi csillagok és galaxisok látványát, Webb infravörös képességei és hatalmas rekeszaránya fogják eltávolítani. Ez lesz a legnagyobb, legérzékenyebb teleszkóp, amelynek hatalmas hullámhossz-tartománya 0,6–28 mikron (az emberi szem látja 0,4–0,7 mikront). Várhatóan egy évtizedes megfigyeléseket fog nyújtani.
A NASA szerint a Webb-misszió időtartama:5,5-10 éves. Ezt korlátozza az egy pálya fenntartásához szükséges üzemanyag-mennyiség, valamint az elektronika és a berendezések élettartama a szélsőséges körülmények között. A James Webb keringő teleszkóp az üzemanyag-ellátást a teljes 10 éves időszakra szállítja, és 6 hónappal az indulás után repülési támogatási teszteket végeznek, ami garantálja az ötéves tudományos munkát.
A fő korlátozó tényező aa fedélzeten lévő üzemanyag mennyisége. Amikor véget ér, a műholdas elmozdul az L2 Lagrange ponttól, és kaotikus pályára lép a Föld közvetlen közelében.
Ezen kívül más problémák is előfordulhatnak:
A James Webb távcsőre váró legnehezebb teszt az indítás és az adott pályára való beillesztés. Ezeket a helyzeteket tesztelték és sikeresen teljesítették.
Ha a James Webb teleszkóp működiknormál üzemben elegendő üzemanyag áll rendelkezésre a működéséhez 2018-tól 2028-ig. Ezen túlmenően megvan az üzemanyag-feltöltés lehetősége, ami további évtizeddel meghosszabbíthatja a teleszkóp élettartamát. Ahogy a Hubble 25 éve működik, a JWST a forradalmi tudomány generációját nyújthatja. 2018 októberében az Ariane 5 hordozórakéta pályára állítja a csillagászat jövőjét, amely több mint 10 év kemény munkája után készen áll arra, hogy meghozza gyümölcsét. Az űrteleszkópok jövője hamarosan itt van.
