James Webb Spasi teleskop (James Webb Spasi teleskop): titimangsa peluncuran, alat-alat

Kalawan unggal aperture tambahan centimeter, tiap jaman observasi kadua tambahan sarta unggal atmospherics atom tambahan, jauh ti teleskop survey lapangan, hadé, deeper tur jelas anjeun bakal nempo alam semesta.

25 taun "Hubble"

Nalika teleskop "Hubble" mimiti operasi dina taun 1990, eta dibuka era anyar di astronomi - spasi. Taya deui kapaksa nungkulan atmosfir, awan, atawa salempang ngeunaan surem éléktromagnétik. Kabéh anu diperlukeun - nyaeta nyebarkeun satelit dina udagan pikeun nyaimbangkeun deui sarta pikeun ngumpulkeun foton. Leuwih 25 taun teleskop spasi dimimitian nutupan sakabéh spéktrum éléktromagnétik nu diwenangkeun pikeun kahiji kalina mertimbangkeun semesta dina tiap gelombang cahaya.

Tapi sakumaha kanyaho urang geus ngaronjat, sarta ngaronjat pamahaman kami tina kanyahoan éta. The salajengna urang awas kana alam semesta, beuki kami ningali kaliwat jero: jumlah terhingga waktos saprak Big Bang, ditéang jeung speed terhingga lampu nyadiakeun wates naon bisa urang nitenan. Leuwih ti éta, perluasan spasi sorangan berpungsi ngalawan kami, manjang ti panjang gelombang cahaya béntang sakumaha anjeunna ngumbara di sakuliah alam semesta kana panon urang. Malah rohangan teleskop "Hubble", anu méré urang deepest, gambar paling spektakuler alam semesta nu urang geus kungsi kapanggih, diwatesan di hormat ieu.

"Hubble" Kalemahan

"Hubble" - hiji teleskop endah, tapi boga sababaraha watesan fundamental:

• Ngan 2,4 m diaméterna, nu watesan na resolusi.
• Sanajan bahan palapis reflective, mangka terus kakeunaan sinar panonpoé langsung nu dipanaskeun. Ieu ngandung harti yén alatan épék termal, anjeunna teu tiasa lalajo panjang gelombang cahaya leuwih ti 1.6 microns.
• Kombinasi aperture sarta panjang gelombang kawates, nu éta sénsitip, hartina teleskop anu tiasa ningali galaksi teu heubeul ti 500 juta taun.

galaksi ieu sampurna, tebih eksis lamun semesta éta ukur kurang leuwih 4% umur hadir na. Tapi urang terang yén béntang sarta galaksi aya saméméh.

Ningali eta, teleskop nu kudu boga sensitipitas luhur. Ieu ngandung harti transisi ka panjang gelombang panjang sarta suhu nu leuwih handap ti nu "Hubble". Éta pisan sababna naha, sarta nyieun James Webb Spasi teleskop.

Prospek pikeun elmu

James Webb Spasi teleskop (JWST) dirancang pikeun nungkulan watesan ieu nyaeta: ku 6,5 m diaméterna teleskop ngumpulkeun 7 kali leuwih lampu ti éta "Hubble". Eta muka kamungkinan spéktroskopi luhur-resolusi ultra ti 600 nm jeung 6 microns (4 kali leuwih badag batan panjang gelombang, anu mangrupakeun bisa ningali "Hubble") pikeun niténan wewengkon infra red tengah sareng sensitipitas luhur batan kantos sateuacan. JWST migunakeun cooling pasip ka suhu permukaan Pluto sarta bisa aktip niiskeun alat pertengahan infra red nepi ka 7 K. teleskop James Webb bakal nyieun mungkin mun ngalakukeun elmu sakumaha moal salah sateuacan ieu moal rengse.

Anjeunna bakal:

• nitenan galaksi pangheubeulna kantos kabentuk;
• ditingali ngaliwatan usik gas nétral jeung mimiti béntang reionization semesta;
• ngalakonan analisa spectroscopic béntang pisan munggaran (populasi III), kawangun saenggeus Bigbang;
• meunang kejutan endah, kawas kapanggihna tina pangheubeulna liang hideung supermassive na quasars di jagad raya.

panalungtikan tingkat JWST teu sarua jeung nu geus kaliwat, sarta jadi teleskop anu kapilih salaku 2010s misi andalannya NASA urang.

karya ilmiah

Ti sudut pandang teknis, anu anyar James Webb teleskop nyaéta karya nyata seni. proyék nu kaliwat cara panjang: aya overruns anggaran, jadwal Nepi sarta résiko tina pembatalan proyek. Sanggeus ayana intervénsi ti kapamimpinan anyar geus robah. Proyek dumadakan massana sakumaha arloji, dana anu dialokasikan, accounted pikeun kasalahan, gagal jeung rumusan masalah, sarta tim mimiti paking JWST dina sakabéh istilah, jadwal na konstrain anggaran. peluncuran anu dijadwalkeun pikeun Oktober 2018 dina rokét "Ariane 5". Tim teu ukur kieu jadwal, manéhna boga salapan bulan ditinggalkeun pikeun ngidinan pikeun sagala situasi kaduga yen ieu kabeh dikumpulkeun sarta siap kanggo titimangsa ieu.

James Webb teleskop diwangun ku opat bagian utama.

unit optik

Ieu ngawengku sadaya kaca spion, nu paling éféktif dalapan belas sepuh segmented eunteung primér. Aranjeunna bakal dipaké pikeun ngumpulkeun starlight jauh sarta museurkeun instrumen na pikeun analisis. Sadaya kaca spion ieu ayeuna siap tur sampurna, dijieun katuhu dina jadwal. Di tungtung assembly maranéhna bakal narilep jadi desain ci bisa ngajalankeun dina jarak leuwih ti 1 yuta kilométer ti Bumi ka titik L2 Lagrange, lajeng otomatis ngahurungkeun pikeun ngabentuk struktur sayang madu, nu salila sababaraha taun baris ngumpulkeun lampu outbound. Ieu bener hiji hal geulis sarta hasilna sukses usaha Titanic loba spesialis.

Bagasi deukeut infra red

"Webb" ieu dilengkepan opat instrumén ilmiah anu siap pikeun 100%. Kaméra utama nyaéta kaméra tina teleskop deukeut rentang IR, ti lampu ditingali ka wewengkon oranyeu-infra red jero. Bakal nyadiakeun hiji gambar unprecedented béntang pangheubeulna, anu galaksi bungsu anu masih dina prosés pembentukan, béntang ngora ti susu Jalan sarta galaksi caket dieu, ratusan objék anyar dina sabuk Kuiper. Hal ieu dioptimalkeun pikeun Imaging langsung tina planét sabudeureun béntang lianna. Ieu bakal kaméra utama, dipaké ku paling pengamat.

Deukeut Infrabeureum Spectrograph

alat teu ukur misahkeun lampu kana panjang gelombang individual, tapi nyaeta bisa ngalakukeun ieu langkung ti 100 objék individu dina waktos anu sareng! alat Ieu spectrograph universal "Webb", anu tiasa beroperasi dina 3 rézim béda spéktroskopi. Ieu ieu diwangun ku Badan Spasi Éropa, tapi loba komponén kaasup detéktor jeung batré multi-klep, disadiakeun ku Center keur hiber Spasi. Goddard (NASA). alat ieu geus diuji sarta geus siap pikeun instalasi.

alat pertengahan infra red

Alat pikeun dipaké pikeun Imaging broadband, i.e. eta bakal dicandak via gambar paling impressive kalayan sagala instrumen "Webb". Ti titik ilmiah of view, éta bakal jadi pang gunana dina ngukur disk protoplanetary sabudeureun béntang ngora, ukur na visualisasi jeung akurasi unprecedented Kuiper Beubeur objék jeung lebu dipanaskeun ku starlight. Anjeunna hiji-hijina alat kalawan cryogenically a tiis kana 7 K. Dibandingkeun jeung Spitzer Spasi teleskop, ieu baris ngaronjatkeun hasil dina 100 kali.

Gapless spectrograph NIR (NIRISS)

alat bakal ngahasilkeun:

• lega-spéktroskopi dina deukeut wewengkon panjang gelombang infra red (1.0 - 2.5 micron);
• Grism spéktroskopi hiji obyék dina rentang katingali na infra red (0,6 - 3.0 micron);
• masking-aperture interférométri dina panjang gelombang 3,8 - 4,8 microns (dimana béntang kahiji jeung galaksi ekspektasi);
• survéy lega-rentang ti sakabéh widang tempoan.

alat ieu dijieun ku Pausahaan Spasi Kanada. Sanggeus ngaliwatan nguji cryogenic anjeunna ogé bakal daék ngahijikeun kana bay parabot tina teleskop.

sunshield

teleskop spasi aranjeunna teu acan diangkat. Salah sahiji aspék paling frightening tina ngamimitian wae anu ngagunakeun hiji bahan sagemblengna anyar. Gantina cooling sakabéh pesawat ruang angkasa aktip ngagunakeun refrigerant consumable disposable, teleskop James Webb ngagunakeun téhnologi lengkep anyar - 5-lapisan panonpoé tameng bisa deployed ngeunteung kana radiasi panonpoé ti teleskop. Lima lembar 25-suku rod titanium disambungkeun tur dipasang sanggeus deployment of teleskop. perlindungan geus diuji taun 2008 sarta 2009. model pinuh skala, milu dina tés laboratorium, dilumangsungkeun sadayana kagungan aranjeunna pikeun ngalakukeun didieu di Bumi. Ieu inovasi geulis.

Sajaba ti éta, oge mangrupa konsép luar biasa: teu cukup pikeun meungpeuk lampu ti panonpoé sarta nempatkeun teleskop di tempat teduh, sarta nyieun supaya sagala panas ieu radiated dina arah nu lalawanan jeung orientasi teleskop. Tiap tina lima lapisan dina spasi vakum baris jadi tiis salaku jarak ti luar ka rada warmer batan suhu permukaan - sabudeureun 350-360 K. hawa lapisan panungtungan kedah lungsur ka 37-40 K, nu colder ti beungeut peuting Pluto.

Sajaba ti éta, precautions signifikan dicokot ngajaga tina lingkungan ngarugikeun ruang jero. Salah sahiji hal bisa merhatikeun ka dieu téh pebbles leutik ukuranana karikil, pasir, lebu jeung malah kirang ngaliwatan spasi interplanetary ngalayang dina laju puluhan atanapi malah ratusan rébu tina km / h. micrometeorites ieu bisa prodelyvat leutik, liang mikroskopis dina sagalana aranjeunna sapatemon: pesawat ruang angkasa, cocog spasi, kaca spion, teleskop jeung leuwih. Mun eunteung bakal ukur dents atanapi liang, rada ngurangan jumlah sadia "lampu alus", panel surya bisa torn ti ujung nepi ka ujung, anu bakal nyieun sakabéh lapisan gunana. Pikeun merangan fenomena ieu gagasan cemerlang ieu dipaké.

Kabéh tameng surya geus dibagi kana bagian jadi nu, upami aya hiji celah leutik di hiji, dua atawa malah tilu tina ieu, lapisan nu moal luh salajengna, salaku narekahan dina kipas kaca mobil. Ngabagi bakal tetep sakabeh struktur sakabéhna, hal anu penting pikeun nyegah dégradasi.

Pesawat ruang angkasa: assembly sarta sistem kontrol

Éta téh salah sahiji komponén biasa, saperti aya dina sakabéh teleskop spasi na misi ilmiah. Dina JWST nyaéta unik, tapi ogé pinuh disiapkeun. Sakabéh nu keur ditinggalkeun teh kontraktor umum ti parusahaan proyék Kartosuwiryo Grumman, - tameng lengkep, ngumpul teleskop jeung pariksa deui kaluar. alat nu bakal siap pikeun ngamimitian dina 2 taun.

10 taun kapanggihna

Mun kabeh mana ogé, manusa téh dina verge tina pamanggihan ilmiah hébat. The dijilbab gas nétral, nu masih overshadowed langlangan béntang pangheubeulna jeung galaksi, anu ngumbar kamampuhan infra red "Webb" na luminosity pisan na. Ieu bakal pangbadagna, teleskop paling sénsitip ku rentang panjang gelombang badag ti 0,6 nepi 28 microns (panon manusa nilik tina 0,4 nepi 0,7 microns) tina kantos diwangun. Hal ieu dipiharep bisa méré dékade observasi.

Numutkeun NASA, istilah "Webb" misi bakal ti 5,5 nepi ka 10 taun. Hal ieu dugi ka jumlah bahan bakar diperlukeun pikeun mulasara orbit, sarta hirup éléktronika jeung alat di lingkungan kasar tina spasi. Teleskop orbital James Webb bakal mawa stock suluh pikeun sakabéh istilah 10 taun, sarta 6 bulan sanggeus peluncuran bakal diuji pikeun mastikeun penerbangan nu jaminan 5 taun karya ilmiah.

Naon bisa balik salah?

Faktor ngawatesan utama jumlah bahan bakar on dewan. Lamun eta geus rengse, satelit baris kumalayang jauh ti titik L2 Lagrange, datang kana salaku orbit kacau pisan deukeut Bumi.

koma ieu bisa lumangsung sarta troubles séjén:

• kaca spion degradasi, anu mangaruhan jumlah cahaya dikumpulkeun sarta nyieun artefak gambar, tapi moal ngaruksak operasi salajengna ngeunaan teleskop jeung;
• gagalna bagian atawa total layar surya, nu bakal ngangkat suhu pesawat ruang angkasa, tur narrows rentang panjang gelombang nu dipaké pikeun pisan deukeut infra red wilayah (2-3 microns);
• cooling kacilakaan alat Sistim pertengahan IR rentang nu ngajadikeun eta pantes pikeun pamakéan, tapi henteu mangaruhan parabot lianna (0,6 nepi ka 6 microns).

Tes paling hese yén awaits teleskop James Webb, - peluncuran na suntik kana orbit nu dipikahoyong. Éta kaayaan ieu geus diuji sarta junun lulus.

Revolusi dina elmu

Mun teleskop James Webb bakal dianggo dina mode normal, suluh téh cukup pikeun mastikeun yén karyana tina 2018 nepi 2028. Leuwih ti éta, potensi aya pikeun refueling, anu bakal manjangkeun hirup teleskop pikeun dékade sejen. Ngan salaku "Hubble" ieu dioperasikeun pikeun 25 taun, anu JWST bakal mastikeun generasi élmu revolusioner. Dina Oktober 2018 rokét "Ariane 5" bakal ngorbit masa depan astronomi, nu, sanggeus leuwih ti 10 taun gawé teuas geus kungsi dipigawé pikeun ngawitan tega buah. spasi teleskop hareup ampir anjog.