開口部が数センチ増えるごとに、観測時間が 1 秒増えるごとに、また望遠鏡の視野から大気ノイズの原子が 1 秒増えるごとに取り除かれることで、宇宙はより良く、より深く、よりはっきりと見えるようになります。
ハッブル望遠鏡が機能し始めたとき1990 年、彼は天文学の新時代、つまり宇宙を切り開きました。大気と戦うことも、雲や電磁フリッカーを心配することもありませんでした。必要なのは、衛星をターゲットに展開し、安定させ、光子を収集することだけでした。 25 年以内に、宇宙望遠鏡はすべての電磁スペクトルをカバーし始め、初めてすべての光の波長で宇宙を見ることができるようになりました。
しかし、私たちの知識が増え、成長し、私たちの未知への理解。宇宙を深く見れば見るほど、過去が見えてきます。ビッグバンからの有限の時間と光の有限の速度が相まって、観測できるものには限界があります。さらに、宇宙の膨張自体が私たちに逆行し、星の光の波長が宇宙を通過して私たちの目に向かって伸びます。これまでに発見された宇宙の最も深く、息をのむような画像を提供するハッブル宇宙望遠鏡でさえ、この点では限界があります。
ハッブルは素晴らしい望遠鏡ですが、いくつかの基本的な制限があります。
これらの銀河は美しく遠く離れており、宇宙が現在の年齢の約 4% しかなかったときに存在していました。しかし、星や銀河はもっと以前から存在していたことが知られています。
これを見るには、望遠鏡にもっと多くのものが必要です高感度。これは、ハッブルよりも長い波長と低い温度に移行することを意味します。ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が作られているのはそのためです。
ジェイムズ ウェッブ宇宙望遠鏡 (JWST) が設計されました。これらの制限を正確に克服するために: 直径 6.5 m の望遠鏡は、ハッブル望遠鏡の 7 倍の光を集めることができます。 600nmから6μm（ハッブル宇宙望遠鏡が観測できる波長の4倍）までの高分解能超分光法の可能性を切り開き、これまで以上に高感度な中赤外領域の観測を可能にします。 JWST は、冥王星の表面温度にパッシブ冷却を使用し、中赤外線機器を 7 K まで積極的に冷却することができます。ジェームズ ウェッブ望遠鏡は、これまでにない方法で科学を可能にします。
それは可能になります：
JWST での科学研究のレベルは過去のものとは異なり、望遠鏡が 2010 年代の NASA の主力ミッションとして選ばれたのはそのためです。
技術的な観点から、新しい望遠鏡ジェームズ・ウェッブは真の芸術作品です。プロジェクトは長い道のりを歩んできました: 予算の超過、スケジュールの遅延、およびプロジェクトがキャンセルされる危険性がありました.新しいリーダーシップの介入の後、すべてが変わりました。プロジェクトは突然稼働し、資金が割り当てられ、バグ、後退、および問題が考慮され、JWST チームはすべての締め切り、スケジュール、および予算を満たし始めました。この装置の打ち上げは、2018 年 10 月にアリアン 5 ロケットで予定されています。チームはスケジュールに固執するだけでなく、すべてをまとめてその日に向けて準備を整えるために、すべての不測の事態を考慮に入れるために残り 9 か月あります。
ジェームズ ウェッブ望遠鏡は 4 つの主要部分で構成されています。
すべてのミラーが含まれます。18 のプライマリ セグメント化された金メッキ ミラーが効果的です。それらは、遠くの星の光を集めて分析用の機器に集中させるために使用されます。これらすべてのミラーは現在、準備ができており、完璧であり、スケジュールどおりに作成されています.組み立てられると、それらはコンパクトな構造に折り畳まれて、地球から 100 万 km 以上離れた L2 ラグランジュ ポイントに打ち上げられ、その後、自動的に展開してハニカム構造を形成し、今後何年にもわたって超長距離光を収集します。これは本当に美しいことであり、多くの専門家の多大な努力の成果です。
ウェッブは 4 つの科学的なすでに 100% 準備ができているツール。望遠鏡のメイン カメラは、可視オレンジ色の光から遠赤外線までの近赤外線カメラです。それは、最も初期の星、まだ形成過程にある最も若い銀河、天の川銀河と近くの銀河の若い星、カイパーベルトの何百もの新しい天体の前例のない画像を提供します。他の星の周りの惑星を直接撮影するために最適化されています。これは、ほとんどのオブザーバーが使用するメインのカメラになります。
このツールは、光を次のように分離するだけではありません。別々の波長ですが、同時に 100 を超える別々のオブジェクトに対してこれを行うことができます!この機器は、3 つの異なる分光モードで動作できるユニバーサル Webba 分光器です。これは欧州宇宙機関によって建設されましたが、検出器やマルチゲート バッテリーなどの多くのコンポーネントは宇宙飛行センターによって提供されました。ゴダード (NASA)。このアプライアンスはテスト済みで、すぐに設置できます。
機器はブロードバンドに使用されます視覚化、つまり、その助けを借りて、すべてのWebbツールから最も印象的な画像が得られます.科学的な観点からは、若い星の周りの原始惑星系円盤の測定、星の光で加熱されたカイパーベルト天体やダストの測定と画像化に、これまでにない精度で最も役立つでしょう。これは、極低温で 7 K に冷却される唯一の機器になります。スピッツァー宇宙望遠鏡と比較すると、これにより結果が 100 倍向上します。
デバイスを使用すると、次のことができます。
この機器は、カナダ宇宙庁によって作成されました。極低温試験を通過した後、望遠鏡の機器コンパートメントに統合する準備も整います。
宇宙望遠鏡にはまだそれらが装備されていません。すべての打ち上げで最も威圧的な側面の 1 つは、まったく新しい素材を使用することです。ジェームス ウェッブ望遠鏡は、1 回限りの消耗品冷却剤で宇宙船全体を積極的に冷却する代わりに、望遠鏡からの太陽放射を反射するために配置される 5 層のサンシールドというまったく新しい技術を使用しています。 25メートルのシート5枚をチタン棒でつなぎ、望遠鏡展開後に設置します。保護は 2008 年と 2009 年にテストされました。実験室でのテストに参加した実物大モデルは、地球上で行うべきことをすべて実行しました。これは美しいイノベーションです。
これも素晴らしいコンセプトです。太陽からの光を遮断して望遠鏡を影に置くだけでなく、すべての熱が望遠鏡の向きとは反対の方向に放射されるようにします。宇宙の真空の 5 つの層のそれぞれは、外側から離れるにつれて冷たくなり、地球の表面の温度 (約 350 ～ 360 K) よりわずかに高くなります。最後の層の温度は 37 度に下がるはずです。冥王星表面で夜よりも寒いマイナス40K。
さらに、重要な措置が取られました深宇宙の過酷な環境から身を守るための予防策。ここで心配すべきことの 1 つは、時速数万キロ、場合によっては数十万キロで惑星間空間を飛んでいる小さな小石サイズの小石、砂粒、塵の粒子、さらにはさらに小さなものです。これらの微小隕石は、宇宙船、宇宙飛行士のスーツ、望遠鏡の鏡など、遭遇するあらゆるものに小さな微細な穴をあけることができます。ミラーにへこみや穴だけができて、利用可能な「良好な光」の量がわずかに減少すると、ソーラー シールドが端から端まで裂け、層全体が役に立たなくなる可能性があります。この現象に対抗するために素晴らしいアイデアが使用されました。
ソーラーシールド全体はこのようにセクションに分割されていましたそのため、1 つ、2 つ、または 3 つに小さな裂け目があっても、車のフロント ガラスのひび割れのように、層がそれ以上裂けることはありません。パーティショニングは、劣化を防ぐために重要な構造全体をそのまま維持します。
誰もが持っているように、これは最も一般的なコンポーネントです。宇宙望遠鏡と科学ミッション。 JWST ではユニークですが、完全に準備が整っています。プロジェクトのゼネコンである Northrop Grumman に残された作業は、シールドを完成させ、望遠鏡を組み立て、テストすることだけでした。このデバイスは 2 年以内に発売できるようになります。
すべてがうまくいけば、人類は偉大な科学的発見の入り口に。これまで初期の星や銀河の視界を覆い隠してきた中性ガスのベールは、ウェッブの赤外線機能とその莫大な光度によって排除されます。これは、0.6 から 28 ミクロン (人間の目は 0.4 から 0.7 ミクロン) の巨大な波長範囲を備えた、これまでに構築された最大かつ最も感度の高い望遠鏡になります。 10 年間の観測を提供することが期待されています。
NASA によると、ウェッブのミッションは5.5年から10年。宇宙の過酷な環境で軌道を維持するために必要な推進剤の量と、電子機器や機器の寿命によって制限されます。 James Webb Orbital Telescope は、10 年間にわたって燃料を供給し、打ち上げから 6 か月後には飛行支援テストが実施され、5 年間の科学的研究が保証されます。
主な制限要因は搭載燃料の量。それが終了すると、衛星はラグランジュ点 L2 から離れてドリフトし、地球のすぐ近くで無秩序な軌道に入ります。
これに加えて、他の問題が発生する可能性があります。
ジェームズ・ウェッブ望遠鏡を待ち受けている最も困難なテストは、打ち上げと特定の軌道への挿入です。これらの状況はテストされ、正常に合格しました。
ジェームズ・ウェッブ望遠鏡が運用されている場合通常の運用では、2018 年から 2028 年までの運用を確保するのに十分な燃料があります。さらに、燃料補給の可能性があり、これにより望遠鏡の寿命がさらに 10 年延びる可能性があります。ハッブルが 25 年間稼働してきたように、JWST は革命的な科学の世代を提供することができます。 2018 年 10 月、アリアン 5 ロケットは天文学の未来を軌道に乗せ、10 年以上の努力の末、実を結び始める準備が整いました。宇宙望遠鏡の未来はもうすぐです。
