James Webb Space Telescope (James Webb Space Telescope): lanseringsdatum, utrustning

Med varje ytterligare centimeter öppning, varje ytterligare andra observationsperiod och varje ytterligare atom atmospherics, fjärran från fältstudie teleskop, bättre, djupare och tydligare du kommer att se universum.

25 år av "Hubble"

När teleskopet "Hubble" inledde sin verksamhet år 1990, öppnade en ny era i astronomi - rymden. Inte längre haft att göra med atmosfären, moln, eller oroa sig för elektromagnetisk flimmer. Allt som behövs - är att distribuera satelliten på målet att stabilisera den och samla fotoner. Över 25 år av rymdteleskop började täcka hela elektromagnetiska spektrumet, vilket gjorde för första gången att överväga universum vid varje våglängd av ljus.

Men som vår kunskap har ökat och ökat vår förståelse för det okända. Ju längre vi tittar ut i universum, desto mer ser vi den djupa förflutna: en ändlig tid sedan Big Bang, i samband med den ändliga ljusets hastighet ger en gräns för vad vi kan observera. Dessutom utbyggnaden av utrymmet själv arbetar mot oss, sträcker våglängd ljuset av stjärnor som han reser över universum för våra ögon. Även rymdteleskopet "Hubble", vilket ger oss den djupaste, de mest spektakulära bilder av universum som vi någonsin har upptäckts, är begränsad i detta avseende.

"Hubble" Nackdelar

"Hubble" - en fantastisk teleskop, men det har vissa fundamentala begränsningar:

• Bara 2,4 m i diameter, vilket begränsar dess upplösning.
• Även om reflekterande beläggningsmaterial, är det ständigt utsätts för direkt solljus, som är uppvärmd. Detta innebär att på grund av termiska effekter, kan han inte se ljusets våglängd mer än 1,6 mikrometer.
• Kombinationen av begränsade bländare och våglängd, till vilken den är känslig, vilket innebär att teleskopet kan se galaxen inte äldre än 500 miljoner år.

Dessa galaxer är perfekt, långt existerade när universum var endast ca 4% av sin nuvarande ålder. Men vi vet att stjärnor och galaxer fanns innan.

För att se det, teleskopet bör ha en högre känslighet. Detta betyder övergången till längre våglängder och lägre temperaturer än den "Hubble". Det är därför, och skapade James Webb Space Telescope.

Utsikterna för vetenskap

James Webb-teleskopet (JWST) är utformad för att övervinna dessa begränsningar är: med 6,5 m diameter teleskop samlar 7 gånger mer ljus än den "Hubble". Den öppnar möjligheten till ultrahög upplösning spektroskopi från 600 nm till 6 mikron (4 gånger större än våglängden, som är i stånd att se de "Hubble") för att observera den mellersta infraröda området med en högre känslighet än någonsin tidigare. JWST använder passiv kylning till en yttemperatur av Pluto och är i stånd att aktivt kyla mitten av infraröda enheter upp till 7 K. teleskop James Webb kommer att göra det möjligt att göra vetenskapen som ingen före detta inte görs.

Han kommer att:

• observera de tidigaste galaxerna någonsin bildade;
• synlig genom neutral gas sonden och den första stjärnan återjoniseringen universum;
• utföra spektroskopiska analys av de allra första stjärnorna (population III), som bildats efter Big Bang;
• få fantastiska överraskningar, som upptäckten av de tidigaste supertunga svarta hål och kvasarer i universum.

Forsknings JWST inte liknar den i det förflutna, och så teleskopet valdes som NASA: s flaggskepp uppdrag 2010-talet.

vetenskapliga mästerverk

Ur teknisk synvinkel är den nya James Webb teleskopet en riktig konstverk. Projektet har gått en lång väg: det fanns budgetöverskridanden, schema förseningar och risk för indragning av projektet. Efter ingripande av den nya ledningen har förändrats. Projektet plötsligt vunnit som klockor, var anslagen stod för misstag, misslyckanden och problem, och laget började packa JWST i alla termer, scheman och budgetbegränsningar. Lanseringen är planerad till oktober 2018 i en raket "Ariane 5". Laget följer inte bara schemat, hon har nio månader kvar att möjliggöra oväntade situation som alla samlas in och redo för detta datum.

James Webb-teleskopet består av fyra huvuddelar.

optisk enhet

Det inkluderar alla de speglar, av vilka den mest effektiva arton förgylld segmenterade primär spegel. De kommer att användas för att samla in en avlägsen starlight och fokusera sina instrument för analys. Alla dessa speglar är nu redo och perfekt, gjorde rätt på schemat. Vid änden av aggregatet kommer de att vikas till en kompakt design som skall köra på ett avstånd av mer än 1 miljon kilometer från jorden till L2 Lagrange punkt, och sedan automatiskt slå till att bilda en bikakestruktur, som under många år kommer att samla in Outbound ljus. Det är verkligen en vacker sak och ett framgångsrikt resultat av Titanic ansträngningar många specialister.

Bagage nära infrarött

"Webb" är utrustad med fyra vetenskapliga instrument som är redo för 100%. Huvudkameran är en kamera av teleskopet nära IR-området, från synligt ljus till djup orange-infraröda regionen. Det kommer att ge en oöverträffad bild av de tidigaste stjärnor, de yngsta galaxer som fortfarande är i färd med att bildandet, unga stjärnor i Vintergatan och närliggande galaxer, hundratals nya objekt i Kuiperbältet. Den är optimerad för direkt avbildning av planeter runt andra stjärnor. Detta kommer att vara huvudkameran, som används av de flesta bedömare.

Near Infrared Spectrograph

Detta verktyg inte bara separerar ljuset i enskilda våglängder, men kan göra det för mer än 100 enskilda objekt på samma gång! Denna anordning är en universell spektrograf "Webb", som kan fungera i tre olika regimer spektroskopi. Den byggdes av den europeiska rymdorganisationen, men många komponenter inklusive detektorer och multi-ventil batteri, som tillhandahålls av Center for Space Flight. Goddard (NASA). Denna enhet har testats och är klar för installation.

Mid-infrarött instrument

Enhet som ska användas för bredbands avbildning, dvs den kommer att erhållas via de mest imponerande bilden med alla instrument "Webb". Ur vetenskaplig synpunkt skulle det vara mest användbar i att mäta protoplanetär skiva runt unga stjärnor, mät- och visualiserings med oöverträffad precision Kuiperbältet objekt och damm värms med starlight. Han är det enda verktyg med en kryogeniskt kyld till 7 K. Jämfört med Spitzer Space Telescope, kommer detta att förbättra resultaten i 100 gånger.

Gapless spektrograf NIR (NIRISS)

Enheten kommer att producera:

• bred-spektroskopi i det nära infraröda våglängdsområdet (1,0-2,5 mikrometer);
• Grism spektroskopi ett objekt i det synliga och infraröda området (0,6-3,0 mikrometer);
• maskering-bländare interferometri vid våglängderna 3,8 - 4,8 mikron (där förväntade första stjärnorna och galaxerna);
• brett urval undersökning av hela synfältet.

Detta verktyg skapades av den kanadensiska rymdorganisationen. Efter att ha passerat kryogeniska tester kommer han också vara villiga att integreras i utrustningen bukten teleskopet.

solskärm

Rymdteleskop de ännu inte har utsetts. En av de mest skrämmande aspekterna av någon start är att använda ett helt nytt material. Istället för att kyla hela rymdfarkosten aktivt använder engångsförbruknings kylmedel använder James Webb teleskopet en helt ny teknik - 5-skikt solskydd som skall placeras ut för att reflektera solstrålning från teleskopet. Fem 25-fots ark av titanstänger är anslutna och installeras efter utplacering av teleskopet. Skyddet har testats under 2008 och 2009. Fullskalemodeller, delta i laboratorietester, utförs allt de hade att göra här på jorden. Detta är en vacker innovation.

Dessutom är det också ett otroligt koncept: inte bara för att blockera ljuset från solen och sätta ett teleskop i skuggan, och göra det så att all värme strålar i motsatt riktning mot riktningen för teleskopet. Vardera av de fem skikten i ett vakuumutrymme kommer att bli kallt som avståndet från utsidan för att vara något varmare än yttemperaturen - omkring 350-360 K. sista lagret bör temperaturen sjunka till 37-40 K, som är kallare än ytan på natten Pluto.

Dessutom betydande försiktighetsåtgärder vidtagits för att skydda den från skadlig miljö rymden. En av de saker som ska berörda här är små stenar sten storlek, sand, damm och ännu mindre genom interplanetära rymden flyga med en hastighet på tiotals eller till och med hundratusentals km / t. Dessa mikrometeoriter kan prodelyvat små, mikroskopiska hål i allt de möter: rymdskepp, rymddräkter, speglar, teleskop och mycket mer. Om spegeln kommer endast att ha bucklor eller hål, något minska mängden tillgängligt "bra ljus", solpanelen kan rivas från kant till kant, vilket gör det hela lagret värdelös. För att bekämpa detta fenomen lysande idé användes.

All sol sköld har delats upp i sektioner, så att om det finns en liten lucka på en, två eller tre av dessa kommer lagret inte slita vidare, som en fraktur i vindrutan på bilen. Partitione kommer att hålla hela strukturen av det hela, är det viktigt att förhindra nedbrytning.

Rymdfarkoster: montering och styrsystem

Det är en vanlig komponent, eftersom det finns i alla rymdteleskop och vetenskapliga uppdrag. I JWST är unik, men också helt förberedd. Allt som återstår är den huvudentreprenör av projektbolaget Northrop Grumman, - komplett sköld, montera teleskopet och kolla upp det. Enheten kommer att vara redo att börja i 2 år.

10 år av upptäckten

Om allt går bra, är mänskligheten på väg att stora vetenskapliga upptäckter. Slöjan av neutral gas, som fortfarande överskuggas översikt av de tidigaste stjärnor och galaxer, är löst IR-kapacitet "Webb" och dess enorma lyskraft. Detta kommer att vara den största, mest känsliga teleskop med ett stort våglängdsområde från 0,6 till 28 mikron (det mänskliga ögat ser från 0,4 till 0,7 mikrometer) av någonsin byggts. Det förväntas ge ett decennium av observationer.

Enligt NASA, kommer termen "Webb" mission vara från 5,5 till 10 år. Det är begränsat till den mängd bränsle som krävs för att upprätthålla omloppsbana, och elektronik liv och utrustning i den hårda miljön i rymden. Den orbital teleskop James Webb kommer att bära ett lager av bränsle för hela 10-års löptid, och 6 månader efter lanseringen kommer att testas för att säkerställa flygningen, som garanterar 5 års vetenskapligt arbete.

Vad kan gå fel?

Den huvudsakliga begränsande faktorn är den mängd bränsle ombord. När den är klar, kommer satelliten glida bort från Lagrange punkten L2, kommande på som en kaotisk bana mycket nära jorden.

Denna koma kan inträffa och andra problem:

• speglar nedbrytning, vilket påverkar mängden uppsamlade ljuset och skapa bildartefakter, men kommer inte att skada det ytterligare drift av teleskop;
• fel på en del av eller total solar skärm, som kommer att höja temperaturen hos rymdfarkosten, och smalnar av den använda våglängdsområdet till mycket nära infraröda området (2-3 mikron);
• krasch KYLSYSTEM verktygs mid-IR-området, vilket gör dem olämpliga för användning, men påverkar inte de andra verktygen (0,6 till 6 mikron).

Den svåraste test som väntar James Webb teleskopet, - lansering och injektion i önskad bana. Det är dessa situationer har testats och passerade framgångsrikt.

Revolution inom vetenskap

Om James Webb teleskopet kommer att arbeta i ett normalt läge, är bränslet tillräckligt för att säkerställa att hans arbete 2018-2028. Dessutom finns risk för tankning, vilket skulle förlänga teleskopets liv till en annan decennium. Precis som "Hubble" drevs i 25 år, skulle JWST säkerställa generation revolutionära vetenskapen. I oktober 2018 raket "Ariane 5" kommer att kretsa kring framtiden för astronomi, som efter mer än 10 år av hårt arbete har redan gjorts för att börja bära frukt. Framtida rymdteleskop nästan kom.