Ջեյմս Ուեբը տիեզերական աստղադիտակը (Հակոբոս Webb տիեզերական աստղադիտակը): մեկնարկի ամսաթիվը, սարքավորումներ

Յուրաքանչյուր լրացուցիչ սմ բերան, յուրաքանչյուր լրացուցիչ երկրորդ դիտորդական ժամանակահատվածում եւ յուրաքանչյուր լրացուցիչ Ատոմ atmospherics, հեռավոր դաշտը հետազոտության աստղադիտակի, ավելի լավ է, ավելի խորն է եւ հստակ, դուք կարող եք տեսնել, թե տիեզերքի.

25 տարեկան «Հաբլ»

Երբ աստղադիտակը «Հաբլ» սկսեց գործել 1990 թ., Այն բացել է նոր դարաշրջան է աստղագիտության - տարածություն. Այլեւս ստիպված է զբաղվել մթնոլորտում, ամպերի, կամ անհանգստանալու էլեկտրամագնիսական փչել: Այն ամենը, ինչն անհրաժեշտ է, այն է, տեղակայել արբանյակը նպատակային է կայունացնել այն եւ հավաքել ֆոտոնների. Ավելի քան 25 տարվա տիեզերական դիտակներով սկսեցին ծածկել ամբողջ էլեկտրամագնիսական սպեկտրը, ինչը թույլ է տվել, որ առաջին անգամ է հաշվի առնել, որ տիեզերքը յուրաքանչյուր ալիքի լույսի.

Բայց քանի որ մեր գիտելիքը աճել է, եւ ավելացրել է մեր հասկացողությունը անհայտ. Հետագա ենք նայում դուրս է տիեզերքի, այնքան ավելի մենք տեսնում ենք, որ խորը անցյալը `վերջավոր քանակությամբ ժամանակ, քանի որ Մեծ պայթյունից, հետ համատեղ վերջավոր արագությամբ լույսի ապահովում սահմանափակում է այն, ինչ մենք կարող ենք դիտարկել: Ավելին, ընդլայնումը տարածության ինքն աշխատում է մեր դեմ, որը ձգվում է ալիքի լույսի աստղերի, քանի որ նա ճանապարհորդում ամբողջ տիեզերքը մեր աչքերով. Նույնիսկ տիեզերական աստղադիտակը «Հաբլ», ինչը հնարավորություն է տալիս մեզ ամենախորը, առավել դիտարժան պատկերները տիեզերքի, որ մենք երբեւէ հայտնաբերված, սահմանափակվում է այս առումով:

«Հաբլի» թերությունները

«Հաբլ» - զարմանալի աստղադիտակը, սակայն այն ունի որոշ հիմնարար սահմանափակումներ:

• Պարզապես 2.4 մ տրամագծով, որը սահմանափակում է իր բանաձեւը:
• Չնայած նրան, որ ռեֆլեկտիվ COATING նյութերը, այն անընդհատ ենթարկվում արեւի ուղիղ, որը ջեռուցվում: Սա նշանակում է, որ շնորհիվ ջերմային ազդեցությունների, նա չի կարող դիտել այդ ալիքի թեթեւ է ավելի քան 1,6 microns.
• Այդ համադրությունը սահմանափակ բացվածքի եւ ալիքի, որոնց դա զգայուն, ինչը նշանակում է, որ աստղադիտակը կարող է տեսնել, որ Գալակտիկայում ոչ ավելի, քան 500 միլիոն տարի:

Այս գալակտիկաներ են կատարյալ, հեռու է գոյություն երբ տիեզերքը էր միայն 4% -ն է իր ներկա տարիքից. Բայց մենք գիտենք, որ աստղերն ու Գալակտիկաների գոյություն առաջ:

Է տեսնել այն, որ աստղադիտակը պետք է ունենա բարձր զգայունության: Սա նշանակում է, որ անցումը դեպի ավելի երկար ալիքի երկարության եւ ցածր ջերմաստիճանների քան «Հաբլ»: Ահա թե ինչու, եւ ստեղծել է Ջեյմս Webb տիեզերական աստղադիտակը:

Հեռանկարները գիտության

Ջեյմս Ուեբը տիեզերական աստղադիտակը (JWST), որը նախատեսված է հաղթահարել այդ սահմանափակումներ է: կապնվել 6.5 մ տրամագծով աստղադիտակն է հավաքում 7 անգամ ավելի շատ լույս, քան «Հաբլ»: Այն բացում հնարավորությունը ծայրահեղ բարձր բանաձեւը spectroscopy ից 600 նմ-ից 6 մկմ (4 անգամ ավելի մեծ է, քան ալիքի երկարություն, որը կարող է տեսնել «Հաբլ»), ինչպես նաեւ դիտարկել միջին ինֆրակարմիր տարածաշրջանը ավելի բարձր զգայունությամբ, քան երբեւէ նախկինում: JWST օգտագործում պասիվ սառեցման մի մակերեւույթի ջերմաստիճանի Պլուտո է եւ ի վիճակի է ակտիվորեն Հերիք է միջնաժամկետ ինֆրակարմիր սարքեր մինչեւ 7 Կ. Աստղադիտակի Ջեյմս Webb կդարձնի, որ հնարավոր է անել, գիտությունը, քանի որ ոչ ոք չի մինչ այդ չի արվում:

Նա կլինի:

• դիտարկելու ամենաշուտը գալակտիկաների երբեւէ ձեւավորված.
• տեսանելի միջոցով չեզոք գազի զոնդի եւ առաջին աստղը reionization տիեզերքի.
• իրականացնել սպեկտրոսկոպիկ վերլուծություն հենց առաջին աստղերի (բնակչության III), ձեւավորված հետո Մեծ պայթյունից.
• ստանալ հաճելի անակնկալներ, ինչպես նաեւ հայտնաբերելու ամենավաղ Supermassive սեւ անցքերի ու quasars տիեզերքի.

Մակարդակը հետազոտությունը JWST չէ նման է, որ անցյալում, եւ ուստի աստղադիտակը ընտրվել ՆԱՍԱ-ի դրոշակակիր առաքելության 2010s.

գիտական գլուխգործոցը

Տեխնիկական տեսանկյունից, նոր James Webb խրվել է իսկական արվեստի ստեղծագործության: Նախագիծն անցնում է երկար ճանապարհ կար բյուջեի գերածախսը, գրաֆիկ ուշացումներ եւ ռիսկերի վերացումը նախագծի. Միջամտությունից հետո նոր ղեկավարության փոխվել: Այդ նախագիծը հանկարծ ձեռք բերել, քանի որ ժամացույցների, միջոցներ են հատկացվել, բաժին է ընկնում սխալներ, վրիպումներ եւ խնդիրների, եւ թիմը սկսեց փաթեթավորման JWST է բոլոր պայմանների, ժամանակացույցի եւ բյուջեի սղության. Մեկնարկը նախատեսվում է հոկտեմբերի 2018-ի հրթիռային «Արիան 5»: Որ թիմը ոչ միայն հետեւում է ժամանակացույցը, նա ունի ինը ամիս է մնացել, որը թույլ կտա ցանկացած անսպասելի իրավիճակում, որ այդ բոլորը հավաքված է եւ պատրաստ է այս օրը.

Ջեյմս Ուեբը Աստղադիտակի բաղկացած է չորս հիմնական մասից:

օպտիկական միավոր

Այն ներառում է բոլոր հայելիների, որոնցից առավել արդյունավետ տասնութ ոսկեզօծ segmented հիմնական հայելին. Նրանք կարող են օգտագործվել է հավաքել հեռավոր Starlight եւ կենտրոնանալ իր գործիքները վերլուծության համար: Բոլոր այդ հայելիներ այժմ պատրաստ է եւ կատարյալ, ճիշտ է ժամանակացույցի. Վերջում ժողովի նրանք պետք է folded մեջ մի կոմպակտ դիզայնի պետք է վազում մի հեռավորության վրա, ավելի քան 1 միլիոն կիլոմետր հեռավորության վրա Երկրի L2 Lagrange կետում, եւ ապա ինքնաբերաբար միացնել ձեւավորել բջիջ կառույց, որը երկար տարիների ընթացքում հավաքել մեկնող լույսը: Դա, իրոք, մի գեղեցիկ բան է, եւ հաջող ելքը տիտանական ջանքերի բազմաթիվ մասնագետների:

Բագաժ մոտ ինֆրակարմիր

«WEBB», որը հագեցած է չորս գիտական գործիքների, որոնք պատրաստ են 100% -ով: Հիմնական տեսախցիկ է մի տեսախցիկ է աստղադիտակի մոտ IR միջակայքում, սկսած տեսանելի լույսի, խոր նարնջագույն ինֆրակարմիր տարածաշրջանում. Այն կապահովի աննախադեպ պատկերացում ամենավաղ աստղերի, ամենաերիտասարդ գալակտիկաները, որոնք դեռ գտնվում են ձեւավորման փուլում է, երիտասարդ աստղերը Ծիր Կաթինում եւ մոտակա գալակտիկաների, հարյուրավոր նոր օբյեկտների Կոյպերի գոտի. Այն օպտիմիզացված է ուղղակի Պատկերում մոլորակների շուրջ այլ աստղերի: Սա կլինի հիմնական տեսախցիկ, որն օգտագործվում է շատ դիտորդների:

Մոտ Ինֆրակարմիր Spectrograph

Այս գործիքը ոչ միայն բաժանում է լույսը մեջ առանձին ալիքի երկարության, բայց կարող է դա անել ավելի քան 100 առանձին օբյեկտների, միեւնույն ժամանակ! Այս սարքը հանդիսանում է ունիվերսալ spectrograph «WEBB», որը կարող է գործել 3 տարբեր ռեժիմների spectroscopy: Այն կառուցվել է Եվրոպական տիեզերական գործակալության, բայց բազմաթիվ բաղադրիչների, այդ թվում դետեկտորների եւ բազմաբնակարան փականի մարտկոցի կողմից տրամադրված կենտրոնի տիեզերական թռիչքի: Goddard (NASA): Այս սարքը արդեն փորձարկվել է եւ պատրաստ է մոնտաժի համար:

Mid-ինֆրակարմիր գործիք

Սարքը կարող է օգտագործվել լայնաշերտ Պատկերում, այսինքն այն կարող է ձեռք բերել միջոցով առավել տպավորիչ պատկերով բոլոր գործիքներով «WEBB»: Գիտական տեսանկյունից, ապա դա կլինի առավել օգտակար չափելիս protoplanetary սկավառակների շուրջ երիտասարդ աստղերը, չափումը եւ արտացոլման հետ աննախադեպ ճշգրտության Կոյպերի գոտի օբյեկտների եւ փոշու ջեռուցվում է աստղազարդ: Նա միակ գործիքն է մի cryogenically cooled է 7 K. համեմատ Spitzer տիեզերական աստղադիտակի, դա կլինի բարելավել արդյունքները 100 անգամ:

Տեղադրության եւ այլ սենսորներ spectrograph NIR (NIRISS)

Սարքը կարող է արտադրել:

• լայն սպեկտրասկոպիան մոտ ինֆրակարմիր ալիքի շրջանի (1.0 - 2.5 միկրոն);
• Grism սպեկտրոսկոպիա մեկ օբյեկտ է տեսանելի եւ ինֆրակարմիր տիրույթում (0.6 - 3.0 միկրոն);
• Կնիկի բարձիկ-անցք ինտերֆերոմետրիան է ալիքի երկարության, 3,8 - 4,8 մկմ (որտեղ ակնկալվում առաջին աստղերն ու Գալակտիկաների).
• լայն շրջանակ հետազոտություն ողջ դաշտի տեսանկյունից:

Այս գործիքը ստեղծվել է Կանադայի տիեզերական գործակալության. Անցնելուց հետո cryogenic փորձարկումը նա կլինի նաեւ պատրաստ է ինտեգրվել սարքավորումների bay աստղադիտակի.

sunshield

Տիեզերական աստղադիտակները նրանք դեռ չեն նշանակվել: Մեկը առավել վախեցնելու ասպեկտների ցանկացած երեւացող է օգտագործել ամբողջությամբ նոր նյութ: Փոխարեն հովացման ամբողջ տիեզերանավի ակտիվորեն օգտագործելով միանգամյա ծախսվող սառեցնողծ հովացուցիչ նյութ, որ Ջեյմս Ուեբը աստղադիտակը օգտագործում է բոլորովին նոր տեխնոլոգիա - 5-շերտ արեւը վահան է տեղակայվելու է արտացոլի արեւային ճառագայթումը է աստղադիտակի. Հինգ 25-foot թերթ տիտանային ձողերով միացված են եւ տեղադրվել հետո տեղակայման աստղադիտակի. Պաշտպանությունը արդեն փորձարկվել է 2008 թ. Եւ 2009 թ. Full-մասշտաբների մոդելներ, մասնակցելով լաբորատոր թեստերի, իրականացվում բոլոր նրանք ստիպված են անել այստեղ Երկրի վրա: Սա մի գեղեցիկ նորարարություն:

Բացի այդ, այն նաեւ անհավանական հայեցակարգը: ոչ թե պարզապես արգելափակել լույսը արեւից եւ դրեց մի աստղադիտակի ստվերում, եւ այն, որ բոլոր շոգը ճառագայթվող այդ ուղղությամբ հակառակ կողմնորոշման աստղադիտակի. Յուրաքանչյուր հինգ շերտերը վակուումային տարածության կդառնա ցուրտ, քանի որ հեռավորությունը դրսից լինել մի փոքր ավելի տաք է, քան մակերեսային ջերմաստիճանի շուրջ 350-360 Կ. Վերջին շերտը ջերմաստիճանը պետք է նվազի մինչեւ 37-40 K, ինչը colder քան մակերեսին գիշերը Պլուտո.

Բացի այդ, զգալի նախազգուշական միջոցներ ձեռնարկել պաշտպանելու համար այն բացասական շրջակա միջավայրի խորը տարածության. Մեկը բաներ, որոնք պետք է շահագրգիռ այստեղ են փոքր քարախիճ խիճ չափը, ավազ, փոշու եւ նույնիսկ ավելի քիչ միջոցով միջմոլորակային տիեզերական թռչող ժամը արագությամբ տասնյակ կամ նույնիսկ հարյուր հազարավոր կմ / ժ: Այս micrometeorites կարող են prodelyvat փոքրիկ, միկրոսկոպիկ անցքեր ամեն ինչում նրանք բախվում: տիեզերանավերի, տիեզերական կոստյումներ, հայելիներ, Աստղադիտակ եւ շատ ավելին. Եթե հայելին պետք է ընդամենը dents կամ անցքեր, թեթեւակի նվազեցնել գումարը առկա «լավ լույսի ներքո», - արեւային վահանակը կարող է պատռված եզրին է եզրին, որը կդարձնի ամբողջ շերտ անիմաստ է: Դեմ պայքարի այս երեւույթը փայլուն գաղափար էր օգտագործվում:

Բոլորը արեւային վահան արդեն բաժանված հատվածների, այնպես որ, եթե կա մի փոքրիկ բացը մեկ, երկու կամ նույնիսկ երեք դրանք, շերտը չի պոկել հետագայում, որպես Կոտրվածք է առջեւի մեքենան. Միջնապատեր կպահի ամբողջ կառուցվածքը, ընդհանուր առմամբ, դա կարեւոր է կանխել դեգրադացիայի:

Տիեզերանավերի: ժողով եւ հսկման համակարգեր

Դա սովորական բաղադրիչը, քանի որ կա բոլոր տիեզերական դիտակներով եւ գիտական առաքելությունների. Ի JWST եզակի, այլեւ լիովին պատրաստ. Բոլորը, որ մնացել է գլխավոր կապալառուն է նախագծի ընկերության Northrop Grumman, - ամբողջական վահանի, հավաքվում աստղադիտակի եւ ստուգել այն դուրս. Որ սարքը պատրաստ կլինի սկսել է 2 տարի ժամկետով:

10 տարի հայտնագործության

Եթե ամեն ինչ լավ է, մարդկությունը գտնվում է եզրին մեծ գիտական հայտնագործությունների. Վարագոյր չեզոք գազի, որը դեռեւս հովանի ակնարկ ամենավաղ աստղերի եւ գալակտիկաների, լուծված է ինֆրակարմիր հնարավորությունները «WEBB» եւ նրա վիթխարի պայծառությունը: Սա կլինի ամենամեծ, առավել զգայուն աստղադիտակը մի մեծ ալիքի տատանվում է 0.6-ից մինչեւ 28-microns (մարդկային աչքը տեսնում է 0.4-ից մինչեւ 0.7 microns) երբեւէ կառուցված: Սպասվում է, որ տրամադրում է տասնամյակ դիտարկումների:

Ըստ NASA, տերմինը «WEBB» առաքելությունը կլինի 5.5-ից 10 տարի ժամկետով: Այն սահմանափակվում է չափով վառելիքի անհրաժեշտ է պահպանել ուղեծիր, եւ էլեկտրոնիկայի կյանքի եւ սարքավորումների կոշտ միջավայրում տարածության. Ուղեծրային աստղադիտակը Ջեյմս Webb կիրականացնի ֆոնդային վառելիքի համար ամբողջ 10 տարի ժամկետով, եւ 6 ամիս անց մեկնարկին պետք է փորձարկվել է ապահովել թռիչքը, որը երաշխավորում 5 տարվա գիտական աշխատանքի:

Ինչ կարող է գնալ սխալ.

Հիմնական սահմանափակող գործոն է գումարը վառելիքի վրա խորհրդի. Երբ է ավարտվել, արբանյակային կլինի հեռանալ Lagrange կետի L2, գալիս է որպես քաոսային ուղեծիր շատ մոտ է երկրի վրա:

Այս վարս, կարող են առաջանալ եւ այլ խնդիրների:

• հայելիներ դեգրադացիան, որը ազդում է գումարը հավաքված լույսի եւ ստեղծել պատկերի artifacts, բայց չի վնասել հետագա շահագործումը աստղադիտակի.
• ձախողումը մի մասը կամ ընդհանուր արեգակնային էկրանին, որը կարող է բարձրացնել ջերմաստիճանը տիեզերանավի, եւ նեղացնում է օգտագործվում ալիքի շրջանակը շատ մոտ ինֆրակարմիր մարզի (2-3 մկմ).
• վթարի հովացման համակարգը գործիք միջնաժամկետ IR շրջանակ, ինչը կազմում է այն օգտագործման համար ոչ պիտանի, սակայն չի ազդում մյուս գործիքները (0.6-ից 6 մկմ):

Առավել դժվար փորձություն է, որը սպասում է Ջեյմս Webb աստղադիտակի, - մեկնարկի եւ ներարկման մեջ ցանկալի ուղեծիր: Դա այդ իրավիճակները արդեն փորձարկվել է եւ անցել է հաջողությամբ:

Հեղափոխություն - ին գիտության

Եթե Ջեյմս Ուեբը աստղադիտակը կարող է աշխատել նորմալ ռեժիմով, իսկ վառելիքի բավական է, ապահովել, որ իր աշխատանքը 2018 թ դեպի 2028 թվականը: Ավելին, պոտենցիալ գոյություն ունի վերալիցքավորման, որը կարող է երկարաձգել աստղադիտակն կյանքը մեկ այլ տասնամյակում. Ճիշտ այնպես, ինչպես որ «Հաբլ» վիրահատել է 25 տարի, ապա JWST կերաշխավորեր, սերունդ հեղափոխական գիտության. Ի հոկտեմբերին 2018 հրթիռ «Արիան 5» ուղեծիր ապագան աստղագիտության, որը, հետո ավելի քան 10 տարվա քրտնաջան աշխատանքի արդեն կատարված է սկսել պտուղ. Ապագա տիեզերական աստղադիտակները գրեթե ժամանել: