ג'יימס ווב טלסקופ החלל (טלסקופ החלל ג'יימס ווב): תאריך ההשקה, ציוד

עם כל צמצם סנטימטר נוסף, בכל תקופת תצפית שנייה נוספת וכל אטמוספרי אטום נוסף, מרוחק מן הטלסקופ סקר שדה, טוב יותר, עמוק יותר ויותר ברור תראה יקום.

25 שנים של "האבל"

כאשר הטלסקופ "האבל" החל לפעול בשנת 1990, נפתח עידן חדש באסטרונומיה - מרחב. כבר לא הייתי צריכה להתמודד עם האווירה, עננים, או לדאוג הבהוב אלקטרומגנטית. כל מה שצריך - הוא לפרוס את הלוויין על היעד כדי לייצב אותו לאסוף פוטונים. במשך 25 שנים של טלסקופי החלל החלו לכסות את הספקטרום האלקטרומגנטי כולו, מה שאיפשר לראשונה לשקול את היקום בכל אורך גל של האור.

אבל כמו הידע שלנו גדל, והגדילה את הבנתנו הלא נודע. ככל שאנו להסתכל החוצה אל היקום, ככל שאנו רואים את העבר הרחוק: כמות מוגבלת של זמן מאז המפץ הגדול, יחד עם המהירות הסופית של אור מספק גבול למה שאנחנו יכולים לצפות. יתר על כן, הרחבת השטח עצמו פועל לרעתנו, מתיחת הגל של האור של כוכבים כשהוא נוסע ברחבי היקום לעינינו. אפילו טלסקופ החלל "האבל", אשר נותן לנו את העמוקים, התמונות המרהיבות של היקום שגילינו אי פעם, הוא מוגבל מבחינה זו.

חסרונות "אבל"

"אבל" - טלסקופ מדהים, אבל יש לו כמה מגבלות יסוד:

• רק 2.4 מ 'קוטר, אשר מגביל שלה ברזולוציה.
• למרות חומרי ציפוי רפלקטיבי, זה חשוף כל הזמן שמש ישיר, אשר מחומם. משמעות הדבר היא כי בשל תופעות תרמיות, הוא לא יכול לצפות את אורך הגל של אור יותר 1.6 מיקרון.
• השילוב של צמצם ואת אורך גל מוגבלים, שאליה הוא רגיש, כלומר הטלסקופ יכול לראות את הגלקסיה לא ישן מ -500 מיליון שנים.

גלקסיות אלה מושלמות, קיימים הרבה כאשר היקום היה רק כ 4% מגילו הנוכחי. אבל אנחנו יודעים כי כוכבים וגלקסיות היו קיימים לפני.

כדי לראות את זה, הטלסקופ צריכה להיות רגישות גבוהה. משמעות הדבר היא המעבר לאורכי גל ארוכים יותר וטמפרטורות נמוכות "האבל". לכן, ויצר את טלסקופ החלל ג'יימס ווב.

סיכויי מדע

טלסקופ החלל ג'יימס וב (JWST) נועד להתגבר על מגבלות אלו היא: עם 6.5 מ 'קוטר טלסקופ אוספת 7 פעמים יותר קל מאשר "האבל". זה פותח את האפשרות של ספקטרוסקופיה אולטרה ברזולוציה גבוהה מ 600 ננומטר ל 6 מיקרון (4 גדול פי מאורך הגל, אשר מסוגל לראות את "האבל") כדי לצפות באזור אינפרא אדום באמצע עם רגישות גבוהה יותר מאשר אי פעם בעבר. JWST משתמשת קירור פסיבי ל טמפרטורת פני השטח של פלוטו והוא מסוגל לקרר פעיל המכשירים אמצע אינפרא אדום עד 7 ק טלסקופ ג'יימס ווב תאפשר לעשות מדע כמו שאף אחד לפני זה לא נעשה.

הוא יהיה:

• לצפות בגלקסיות המוקדמות פעם נוצרו;
• גלוי דרך חללית הגז הניטראלית ויקום היינון מחדש הכוכב הראשון;
• לבצע ניתוח ספקטרוסקופיות של הכוכבים הראשונים (האוכלוסייה III), התגבשו לאחר המפץ הגדול;
• לקבל הפתעות מדהימות, כמו גילוי המוקדם חורים שחורים מסיביים ו קוואזרים ביקום.

מחקר רמה JWST אינו דומה לזה בעבר, וכך הטלסקופ נבחר 2010s המשימה הדגל של נאס"א.

יצירת מופת מדעית

מבחינה טכנית, הטלסקופ החדש ג'יימס ווב הוא יצירת אמנות ממש. הפרויקט עבר דרך ארוכה: היו חריגות בתקציב, עיכובים בלוח הזמנים ואת הסיכון של ביטול הפרויקט. לאחר ההתערבות של ההנהגה החדשה השתנה. הפרויקט צבר לפתע כמו שעונים, הוקצו כספים, היוו טעויות, כישלונות ובעיות, וצוות החל אורז JWST בכל התנאי, לוחות זמנים ואילוצי תקציב. ההשקה מתוכננת לחודש אוקטובר 2018 טיל "אריאן 5". הצוות לא רק מלווה את לוח הזמנים, יש לה תשעה חודשים עזב כדי לאפשר בכל מצב לא צפוי כי היה כולו מקובץ ומוכן לתאריך זה.

ג'יימס ווב טלסקופ מורכב מארבעה חלקים עיקריים.

יחידה אופטית

היא כוללת את כל המראות, אשר מוזהב שמונה עשר היעיל ביותר מפולחת מראה ראשוני. הם ישמשו כדי לאסוף את הכוכבים הרחוקים ולהתמקד המכשירים שלה לניתוח. כל המראות הללו מוכנות כעת ומושלמים, עושים בדיוק בזמן. בתום העצרת הם יהיו מקופלים לתוך עיצוב קומפקטי להיות פועל ממרחק של יותר מ -1 מיליון קילומטרים מכדור הארץ עד לנקודת L2 לגראנז, ולאחר מכן באופן אוטומטי להפוך ליצור מבנה כוורת, אשר במשך שנים רבות יאסוף אור חוץ. זה באמת דבר יפה תוצאה מוצלחת של המאמצים האימתניים של מומחים רבים.

המיטען אדום הקרוב

"ווב" מצויד בארבעה מכשירים מדעיים כי הם מוכנים 100%. המצלמה העיקרית היא מצלמה של טלסקופ ליד טווח IR, מן האור הנראה לאזור כתום-אדום עמוק. זה יספק תמונת תקדים של הכוכבים המוקדמים, הגלקסיות הצעירות כי הם עדיין בתהליך של התהוות, הכוכבים צעירים של שביל החלב וגלקסיות סמוכות, מאה חפצים חדשים בחגורת קויפר. הוא אופטימיזציה עבור הדמיה ישירה של כוכבי לכת סביב כוכבים אחרים. זו תהיה המצלמה הראשית, בשימוש על ידי רוב המשקיפים.

Near Spectrograph אינפרא אדום

כלי זה לא רק מפריד את האור לתוך אורכי גל בודדים, אבל הוא מסוגל לעשות את זה במשך יותר מ 100 אובייקטים בודדים בעת ובעונה אחת! מכשיר זה הוא הספקטרוגרף אוניברסלי "ווב", אשר יכול לפעול 3 ספקטרוסקופיה משטרים שונים. הוא נבנה על ידי סוכנות החלל האירופית, אך רבים מרכיבים כולל גלאי וסוללה רב-שסתום, שמספק המרכז לטיסות חלל. גודארד (נאס"א). מכשיר זה נבדק והוא מוכן להתקנה.

מכשיר אמצע אינפרא אדום

התקן כדי לשמש הדמיה בפס רחב, כלומר, הוא יכול יושג באמצעות תמונה מרשימה ביותר עם כל המכשירים "ווב". מנקודת מבט מדעי, זה יהיה שימושי ביותר במדידת דיסקי protoplanetary סביב כוכבים צעירים, מדידה להדמיה עם חפצי דיוק חסר תקדים בחגורה ואבק מחוממים על ידי כוכבים. הוא הכלי היחיד עם בהקפאה מקורר 7 ק בהשוואה טלסקופ החלל שפיצר, זה ישפר את התוצאות 100 פעמים.

הספקטרוגרף ללא השהיות NIR (NIRISS)

המכשיר יפיק:

• ספקטרוסקופיה-רחב באזור גל אינפרא אדום הקרוב (1.0 - 2.5 מיקרון);
• ספקטרוסקופיה Grism אובייקט אחד בטווח הנראה אינפרא אדום (0.6 - 3.0 מיקרון);
• מיסוך-צמצם אינטרפרומטריה באורכי גל של 3.8 - 4.8 מיקרון (שבו צפויים כוכבים וגלקסיות ראשונים);
• סקר רחב-טווח של השדה כולו מבט.

כלי זה נוצר על ידי סוכנות החלל הקנדית. אחרי שעבר בדיקת קריוגני הוא גם יהיה מוכן להשתלב מפרץ הציוד של הטלסקופ.

sunshield

טלסקופי החלל הם לא מונה עדיין. אחד ההיבטים הכי המפחידים של כל סטארט-אפ הוא להשתמש בחומר חדש לגמרי. במקום קירור החללי כולה באמצעות קירור מתכלים חד פעמי פעיל, הטלסקופ ג'יימס הווב עושה שימוש בטכנולוגיה חדשה לחלוטין - 5-שכבת מגן שמש להתפרס על מנת לשקף את קרינת השמש מן הטלסקופ. חמישה 25 רגל גיליונות של מוטות טיטניום מחוברים והתקינו לאחר הפריסה של הטלסקופ. ההגנה נבדקה ב 2008 ו 2009. מודלים בקנה מידה מלא, השתתפות בבדיקות מעבדה, ביצעו כל מה שהם היו צריכים לעשות כאן על כדור הארץ. זהו חידוש יפה.

בנוסף, זה גם רעיון מדהים: לא פשוט לחסום את האור מהשמש ולשים טלסקופ בצל, ולעשות את זה כך שכל החום הוא הקרין בכיוון ההפוך לאוריינטציה של הטלסקופ. כל אחת מחמש השכבות בחלל ריק יהפכו קר כמו המרחק בין החלק החיצוני יהיה חם מעט מטמפרטורת פני השטח - סביב 350-360 טמפרטורת השכבה האחרונה ק צריכה לרדת ל 37-40 K, וזה קרה יותר המשטח בלילה פלוטו.

בנוסף, אמצעי זהירות משמעותית שננקטה כדי להגן עליו מפני סביבת לוואי של חלל עמוק. אחד הדברים להיות מודאגים הנה בגודל חצץ חלוקי נחל זעיר, חול, אבק ואפילו פחות בחלל הבינכוכבי עף במהירות של עשרות או אפילו מאות אלפי ק"מ / h. micrometeorites אלה מסוגלים prodelyvat זעירים, חורים מיקרוסקופיים בכל דבר שהם נתקלים: החללית, חליפות חלל, מראות, טלסקופים ועוד. אם המראה יצטרך שקעים או חורים בלבד, מעט להפחית את הכמות זמינה "אור טוב", פנל סולארי יכול להיות קרוע מן הקצה אל קצה, אשר תהפוך את השכבה כולה חסרת תועלת. כדי להילחם בתופעת רעיון מבריק שמש.

כל מגן השמש כבר מחולק למקטעים כך, אם קיים פער קטן אחד, שניים או אפילו שלושה מהם, השכבה לא לקרוע נוספת, כפי שבר את השמשה הקדמית של המכונית. מחיצות ישמור את כל המבנה של השלם, חשוב למנוע הידרדרות.

חללית: הרכבה ומערכת בקרה

זהו מרכיב רגיל, כמו שיש בכל טלסקופים בחלל משימות מדעיות. בשנת JWST הוא ייחודי, אלא גם מוכן ומזומן. כל מה שנותר הוא הקבלן הכללי של חברת פרויקט נורתרופ גרומן, - מגן שלם, להרכיב טלסקופ לבדוק את זה. המכשיר יהיה מוכן להתחיל ב 2 שנים.

10 שנים של גילוי

אם הכל ילך כשורה, האנושות נמצאת על סף תגליות מדעיות גדולות. מבעד למעטה הגז נייטרלי, אשר עדיין מעיב סקירה של כוכבים וגלקסיות המוקדם, נפתרה יכולות אינפרא אדום "ווב" הזוהר העצום שלה. זה יהיה הטלסקופ הגדול, הרגיש ביותר עם מגוון גל גדול מ .6 כדי 28 מיקרון (העין האנושית מתבוננת מן .4 כדי 0.7 מיקרון) של שנבנה אי פעם. זה צפוי לספק עשור של תצפיות.

לדברי נאס"א, משימת "הווב" המונח תהיה מ 5.5 עד 10 שנים. היא מוגבלת לסכום של דלק הנדרש כדי לשמור על מסלולו, וחי אלקטרוניקה והציוד בסביבה הקשה של החלל. טלסקופ מסלולית ג'יימס ווב ישא מלאי של דלק עבור המונח 10-שנה שלמה, ו 6 חודשים לאחר ההשקה ייבדקו כדי להבטיח את הטיסה, אשר מבטיח 5 שנים של עבודה מדעית.

מה יכול להשתבש?

הגורם המגביל העיקרי הוא כמות הדלק על הלוח. כשזה נגמר, הלוויין יהיה מתרחקים L2 נקודת לגראנז, מגיע על בתור במסלול כאוטי מאוד קרוב לכדור הארץ.

תרדמת זו, עלולה להתרחש וצרות אחרות:

• מראות שפלות, אשר משפיע על כמות האור שנאסף וליצור חפצי תמונה, אבל לא לפגוע בפעולה הנוספת של הטלסקופ;
• כישלון של חלק או מסך חם מלא, אשר יעלה את הטמפרטורה של החללית, וכן מצמצם את טווח אורכי גל המשמש קרוב מאוד לאזור אינפרא אדום (2-3 מיקרון);
• אמצע IR כלי מערכת קירור התרסקות הטווח, מה שהופך אותו לבלתי ראוי לשימוש, אך אינו משפיע על הכלים האחרים (0.6 כדי 6 מיקרון).

המבחן הקשה ביותר שמחכה הטלסקופ ג'יימס ווב, - ההשקה הזרקה לתוך מסלולו הרצוי. זה במצבים האלה נבדקו ועברו בהצלחה.

מהפך במדע

אם הטלסקופ ג'יימס ווב יעבוד במצב נורמלי, הדלק הוא מספיק כדי להבטיח כי עבודתו 2018 ל 2028. יתר על כן, שקיים פוטנציאל תדלוק, אשר יאריך את חייו של הטלסקופ לעשור אחר. כשם "האבל" נותח במשך 25 שנים, JWST יבטיח דור של מדע מהפכני. בחודש אוקטובר 2018 טילים "אריאן 5" יהיה מסלול העתיד של אסטרונומיה, אשר, לאחר יותר מ 10 שנים של עבודה קשה כבר נעשה כדי להתחיל להניב פירות. טלסקופי חלל עתידיים כמעט הגיעו.