James Webb romteteleskoop (James Webb romteteleskoop): lansearring datum, apparatuer

Mei eltse ekstra centimeter aperture, eltse ekstra twade observaasje perioade en eltse ekstra atoom atmospherics, remote út fjild ûndersyk teleskoop, bettere, djipper en helderder silst sjen it hielal.

25 jier fan "Hubble"

As de teleskoop "Hubble" begûn opereare yn 1990, it iepene in nij tiidrek yn de astronomy - romte. Net mear te krijen hân mei de atmosfear, wolken, of soargen oer elektromagnetyske flicker. Alles wat nedich - is te ynsette de satellyt op doelgroep te stabilisearjen en te sammeljen fotoanen. Mear as 25 jier romte teleskopen begûn foar dekking fan it hiele elektromagnetyske spektrum, dy't tastien foar it earst tiid om beskôgje it hielal by elke golflingte fan it ljocht.

Mar as ús kennis tanommen, en ferhege ús begryp fan it ûnbekende. De fierder wy sjogge út yn it hielal, hoe mear wy sjogge it djippe ferline: in einich bedrach fan tiid sûnt de oerknal, yn gearhing mei it einige snelheid fan ljocht jout in limyt oan wat wy kinne observearje. Boppedat, de útwreiding fan romte sels wurket tsjin ús, dat rûn fan de golflingte fan it ljocht fan 'e stjerren as hy reizget oer it hielal nei ús eagen. Sels de romte teleskoop "Hubble", dat jout ús de djipste, de meast spektakulêre bylden fan it hielal dat wy ha ea ûntdutsen, is beheind yn dizze respekt.

"Hubble" Neidielen

"Hubble" - in Amazing teleskoop, mar it hat in pear fûnemintele beheinings:

• Krekt 2,4 m yn diameter, dy't limitearret hoefolle syn resolúsje.
• Hoewol't spegeljende coating materialen, wurdt oanhâldend bleatsteld oan direkte sinneljocht, dat wurdt ferwaarme. Dat betsjut dat as gefolch fan termyske effekten, hy kin net watch de golflingte fan it ljocht mear as 1,6 microns.
• De kombinaasje fan beheinde diafragma en golflingte, oant dêr't it is gefoelich, dit wol sizze dat de teleskoop kin sjen de melkweg net âlder as 500 miljoen jier.

Dy stjerrestelsels binne folslein, fier bestie doe't it hielal noch mar likernôch 4% fan syn hjoeddeiske leeftyd. Mar wy witte dat stjerren en stjerrestelsels bestie earder.

Te sjen is, de teleskoop hawwe moatte in heger gefoeligens. Dit betsjut de oergong nei langere golflingten en legere temperatueren as de "Hubble". Dat is wêrom, en makke de James Webb romteteleskoop.

Perspektyf foar de wittenskip

James Webb romteteleskoop (JWST) is ûntwurpen om te oerwinnen dy beheinings is: mei 6,5 m diameter teleskoop sammelet 7 kear mear ljocht as de "Hubble". It iepenet de mooglikheid fan de ultra-hege-resolúsje spectroscopy út 600 nm oant 6 microns (4 kear grutter as de golflingte, dy't by steat is te sjen yn de "Hubble") te observearjen it midden ynfraread streek mei in hegere gefoeligens as ea earder. JWST brûkt passive koeling oan in oerflak temperatuer fan Pluto en is by steat om aktyf koelen mids-ynfraread apparaten oant 7 K. Telescope James Webb sil meitsje it mooglik om te dwaan wittenskip as gjin ien foardat dit wurdt net dien.

Hy sil:

• observearje de ierste stjerrestelsels ea foarme;
• sichtber troch de neutraal gas probe en de earste stjer Reionisaasje hielal;
• carry out spectroscopic analyze fan 'e alderearste stjerren (befolking III), foarme nei de oerknal;
• get amazing ferrassingen, lykas de ûntdekking fan 'e ierste supermassive swarte gatten en quasars yn it hielal.

Nivo ûndersyk JWST is net te ferlykjen mei dy yn it ferline, en sa de teleskoop waard keazen as NASA syn flaggeskip missy 2010s.

wittenskiplike topstik

Ut in technyske stânpunt, de nije James Webb teleskoop is in echte wurk fan keunst. It projekt hat trochjûn in lange wei: der wiene budzjet oerrinners, skema fertraging en risiko fan it net trochgean fan it projekt. Nei tuskenkomst fan 'e nije liederskip is feroare. It projekt ynienen opdien as horloazjes, fûnsen waarden takend, goed foar flaters, falen en problemen, en de ploech begûn packing JWST yn alle termen, tsjinstregelings en budzjet beheinings. De lansearring stiet plend foar Oktober 2018 yn in raket "Ariane 5". It team net allinnich folget it skema, se hat njoggen moanne ferliet foar it talitten fan eltse ûnferwachte situaasje dat wie allegear sammele en klear foar dizze datum.

James Webb Teleskoop bestiet út fjouwer wichtichste dielen.

Optical ienheid

It befettet al fan 'e spegels, wêrfan it meast effektyf achttsjin gilt segmented primêre spegel. Se sille brûkt wurde om te sammeljen it fiere Starlight en rjochtsje har ynstruminten foar analyse. Al dizze spegels binne no klear en folslein, makke rjocht op skema. Oan 'e ein fan' e gearkomste wurde se gear yn in kompakte ûntwerp te rinnen op in ôfstân fan mear as 1 miljoen kilometer fan de ierde nei de L2 Lagrange punt, en dan automatysk draai te foarmje in honeycomb struktuer, dy't foar in soad jierren sille sammelje Outbound ljocht. It is echt in moaie ding en in goede ôfrin fan de reuseftich ynspannings fan in protte spesjalisten.

Luggage near ynfraread

"Webb" wurdt foarsjoen fan fjouwer wittenskiplike ynstruminten dy't klear foar 100%. De wichtichste kamera is in kamera fan de teleskoop tichtby IR berik, fan sichtber ljocht oant djip oranje-Infrarot regio. It sil fersoargje in ferskuorrende byld fan de earste stjerren, de jongste stjerrestelsels dy't noch yn it proses fan de formaasje, jonge stjerren fan it Molkenpaad en tichtby stjerrestelsels, hûnderten nije objekten yn de Kuipergurdle. It wurdt optimalisearre foar direkte imaging fan planeten om oare stjerren. Dit sil de wichtichste kamera, brûkt troch de measte waarnimmers.

Near Infrarot Spectrograph

Dat ynstrumint net allinnich skiedt it ljocht yn yndividuele golflingten, mar is by steat om te dwaan dat foar mear as 100 yndividuele objekten tagelyk! Dit apparaat is in universele spectrograph "Webb", dat kin operearje yn 3 ferskillende rezjyms spectroscopy. It is boud troch de Europeeske Romte agintskip, mar in protte ûnderdielen ynklusyf Detectors en multi-valve batterij, fersoarge troch it Sintrum foar Space Flight. Goddard (NASA). Dit apparaat is hifke en is klear foar ynstallaasje.

Mid-Infrarot ynstrumint

Apparaat te brûkt wurde foar breedbân imaging, i.e. dan sil jo krije fia de meast yndrukwekkende byld mei alle ynstruminten "Webb". Ut in wittenskiplike eachpunt, it soe wêze meast brûkber by it mjitten fan de protoplanetary skiven om jonge stjerren, mjitting en sichtber meitsjen mei net earder meimakke krektens Kuipergurdle-objekten en stof ferwaarme troch Starlight. Hy is de iennichste ark mei in cryogenically kuolle oant 7 K. Yn ferliking mei de Spitzer romteteleskoop, dit ferbettert de resultaten yn 100 kear.

Gapless spectrograph NIR (NIRISS)

It apparaat krije sil:

• breed-spectroscopy yn 'e omkriten fan ynfraread golflingte regio (1.0 - 2.5 micron);
• Grism spectroscopy iene foarwerp yn it sichtber en ynfraread berik (0.6 - 3.0 micron);
• masking-diafragma interferometry by golflingten fan 3.8 - 4.8 microns (wêr ferwachte earste stjerren en stjerrestelsels);
• breed-range ynventarisaasje fan it hiele fjild fan de werjefte.

Dit ark waard makke troch de Kanadeeske Space Agency. Nei it passearen Cryogenic testing Hy sil ek wêze ree te yntegrearjen yn de apparatuer baai fan de teleskoop.

sunshield

Space teleskopen se noch net beneamd. Ien fan de meast ferskrikliker aspekten fan in opstarten is te brûken in hiel nij materiaal. Yn stee fan koeling de hiele romtesonde aktyf mei help wegwerp consumable refrigerant, de James Webb teleskoop brûkt in folslein nije technology - 5-laach sinne skyld wurde ynset om te reflektearje de sinne strieling fan de teleskoop. Five 25-foet sheets fan titanium roeden binne ferbûn en ynstallearre nei ynset fan de teleskoop. De beskerming is test yn 2008 en 2009. Folsleine-skaal modellen, meidwaan mei laboratorium tests, útfierd alles se moasten dwaan hjir op ierde. Dit is in prachtige ynnovaasje.

Dêrneist is it ek in leauwen konsept: net gewoan om blokkearje it ljocht fan 'e sinne en sette in teleskoop yn it skaad, en meitsje it sa dat alle waarmte wurdt strielen yn de rjochting tsjinoer oan de oriïntaasje fan de teleskoop. Elk fan de fiif lagen yn in fakuüm romte wurdt kâld as de ôfstân fan 'e bûten te wêzen wat waarmer as it oerflak temperatuer - om 350-360 K. lêste laach temperatuer moatte drop oant 37-40 K, dat is kâlder as it oerflak nachts Pluto.

Dêrneist wichtige foarsoarchsmaatregels nommen te beskermjen dat fan ûngeunstige omjouwing fan djip romte. Ien fan 'e dingen te oanbelanget hjir binne lytse Keitjes Pebble grutte, sân, stof en noch minder troch interplanetary romte fleane by in snelheid fan tsientallen of sels hûnderttûzenen km / h. Dy micrometeorites by steat prodelyvat Tiny, mikroskopyske gatten yn alles se tsjinkomme: romtesonde, romte pakken, spegels, teleskopen en folle mear. As de spegel sil hawwe allinnich dents of gatten, in bytsje beheinen it bedrach fan de beskikbere 'goede ljocht ", de sinne paniel kin torn fan râne ta râne, dat meitsje sil de hiele laach nutteloos. Om bestriden dit ferskynsel briljant idee waard brûkt.

Alle solar skyld is ferdield yn Seksjes sadat, as der in lytse gat op ien, twa of sels trije fan dy, it laach sil net ferskuorre fierder, as in fraktuer yn it foarrút fan de auto. Partitioning sil bliuwe de hiele struktuer fan it gehiel is it fan belang om te kommen ôfbraak.

Romtesonde: gearkomste en kontrôle systeem

It is in gewoane komponint, omdat der yn alle romte teleskopen en wittenskiplike misjes. Yn JWST is unyk, mar ek folslein taret. Alles wat oerbleaun is it algemiene oannimmer fan it projekt bedriuw Northrop Grumman, - complete skyld, rop de teleskoop en kontrolearje it út. It apparaat sil wêze klear om te begjinnen yn 2 jier.

10 jier fan ûntdekking

As alles goed giet, minsklikheid stiet op it punt fan grutte wittenskiplike ûntdekkingen. It foarkleed fen neutrale gas, dat is noch hieltyd it skaad stean fan oersjoch fan 'e ierste stjerren en stjerrestelsels, wurdt oplost ynfraread kapasiteiten "Webb" en syn grutte ljochtsterkte. Dit sil de grutste, meast gefoelige teleskoop mei in grut golflingte berik fan 0,6 oant 28 microns (it minsklik each sjocht fan 0,4 oant 0,7 microns) fan ea boud. It wurdt ferwachte te foarsjen fan in tientsje fan waarnimmings.

Neffens NASA, de term "Webb" missy sil wêze fan 5.5 oant 10 jier. It is beheind ta it bedrach fan branje nedich te behâlden baan, en elektronika libben en apparatuer yn de drege omstannichheden fan romte. De orbital teleskoop James Webb sil drage in foarried fan brânstof foar de folsleine 10-jierrige termyn, en 6 moanne nei lansearring sil wurde hifke te garandearjen 'e flecht, dy't boarget 5 jier fan wittenskiplik wurk.

Wat koe gean ferkeard?

De wichtichste beheinende ûnderdiel is it bedrach fan brânstof oan board. Wannear't dat klear is, de satellyt sil drift wei út 'e Lagrange punt L2, kommende oan as in gaoatyske baan hiel ticht by de Ierde.

Dit koma, foarkomme kinne en oare binearingen:

• spegelet ôfbraak, dy't fan ynfloed binne op de hichte fan sammele ljocht en meitsje image keunstfoarwerpen, mar sil net beskeadige de fierdere wurking fan de teleskoop;
• mislearjen fan in part of totaal solar skerm, dat sil ferheffe de temperatuer fan de romtesonde, en smeller it brûkt golflingte berik oant hiel tichtby Infrarot regio (2-3 microns);
• crash cooling systeem tool mid-IR berik, dat makket it unfit foar gebrûk, mar hat gjin ynfloed op de oare ynstruminten (0,6 oant 6 microns).

De dreechste test dy't wachtet de James Webb teleskoop, - lansearring en ynjeksje yn de winske baan. It is dizze situaasjes binne hifke en trochjûn sukses.

Revolúsje yn de wittenskip

As de James Webb teleskoop sil wurkje yn in normaal modus, de brânstof is genôch om te soargjen dat syn wurk fan 2018 oant 2028. Boppedat, de mooglikheden bestiet foar refueling, dat soe wreidzje it teleskoop syn libben nei in oare desennium. Krekt as de "Hubble" waard eksploitearre foar 25 jier, de JWST soe soargje generaasje fan revolúsjonêre wittenskip. Yn oktober 2018 raket "Ariane 5" sil orbit 'e takomst fan' e astronomy, dy't, nei mear as 10 jier fan hurd wurkjen is al dien om te begjinnen om frucht drage. Takomst romte teleskopen hast oankommen.