James Webb Teleskopju Spazjali (James Webb Teleskopju Spazjali): id-data tnedija, it-tagħmir

Ma 'kull apertura addizzjonali ċentimetru, kull perjodu supplimentari tieni osservazzjoni u kull Atmospherics atomu addizzjonali, bogħod minn Teleskopju stħarriġ qasam, aħjar, aktar profonda u aktar ċari se tara l-univers.

25 sena ta ' "Hubble"

Meta l-Teleskopju "Hubble" bdiet topera fl-1990, hija bdiet era ġdida fl-astronomija - ispazju. No longer kellhom jittrattaw l-atmosfera, sħab, jew jinkwetaw dwar teptip elettromanjetika. Kollu li hu meħtieġ - huwa li tuża l-satellita fuq mira li jistabbilizzaw u biex jiġbru photons. Aktar minn 25 snin ta 'teleskopji spazjali bdew ikopru l-ispettru elettromanjetiku kollu, li ppermetta għall-ewwel darba biex jikkunsidraw l-univers f'kull wavelength ta' dawl.

Imma kif l-għarfien tagħna żdiedet, u żdiedet fehim tagħna ta 'mhux magħruf. Il ulterjuri aħna joqogħdu attenti fil-univers, l-aktar naraw il-passat fil-fond: ammont finit ta 'żmien peress li l-Big Bang, flimkien mal-veloċità finit ta' dawl jipprovdi limitu għal dak li nistgħu josservaw. Barra minn hekk, l-espansjoni ta 'spazju nnifisha qed taħdem kontra us, tiġbid il -wavelength tal-dawl ta' stilel kif hu jivvjaġġa madwar l-univers għall-għajnejn tagħna. Anki l-Teleskopju ispazju "Hubble", li jagħtina l-aktar fonda, l-immaġini aktar spettakolari tal-univers li aħna stajt qatt skoperti, hija limitata f'dan ir-rigward.

"Hubble" Żvantaġġi

"Hubble" - Teleskopju aqwa, iżda għandha xi limitazzjonijiet fundamentali:

• Biss 2.4 m fid-dijametru, li tillimita tagħha riżoluzzjoni.
• Għalkemm materjali tal-kisi riflettivi, huwa kontinwament esposti għax-xemx diretta, li huwa msaħħan. Dan ifisser li minħabba li l-effetti termali, huwa ma jistax tara l-wavelength ta 'dawl aktar minn 1.6 mikroni.
• Il-kombinazzjoni ta 'apertura limitat u tal-wavelength, li lilu huwa sensittiv, li jfisser li l-Teleskopju jista' jara l-galaxie mhux aktar minn 500 miljun sena.

Dawn galaxies huma perfetti, ferm teżisti meta l-univers kien biss madwar 4% tal-età attwali tagħha. Imma nafu li istilel u galaxies kienu jeżistu qabel.

Biex tara dan, l-Teleskopju għandu jkollhom sensittività ogħla. Dan ifisser it-tranżizzjoni għal wavelengths itwal u temperaturi aktar baxxi minn l- "Hubble". Dan hu għaliex, u ħolqu l-James Webb Teleskopju Spazjali.

Prospetti għas xjenza

James Webb Teleskopju Spazjali (JWST) hija mfassla biex jingħelbu dawn il-limitazzjonijiet hija: ma 6.5 m teleskopju dijametru tiġbor 7 darbiet aktar dawl mill- "Hubble". Dan jiftaħ il-possibbiltà ta ultra-b'riżoluzzjoni għolja spectroscopy minn 600 nm sa 6 mikroni (4 darbiet akbar mill-wavelength, li huwa kapaċi li tara l- "Hubble") li josservaw ir-reġjun infra-aħmar nofs b'sensittività ogħla minn qatt qabel. JWST użi tkessiħ passiv għal temperatura tal-wiċċ ta 'Pluto u huwa kapaċi li b'mod attiv kessaħ il-mezzi nofs l-infra-aħmar sa 7 K. Teleskopju James Webb se jagħmilha possibbli li jsir ix-xjenza l-ebda wieħed qabel dan ma jsirx.

Se:

• josservaw il-galassji kmieni qatt ffurmati;
• viżibbli mis-sonda tal-gass newtrali u l-ewwel univers istilla reionization;
• iwettqu analiżi spettroskopika mill-ewwel istilel (popolazzjoni III), ffurmati wara l-Big Bang;
• nikseb sorpriżi aqwa, bħall-iskoperta ta 'l-ewwel toqob suwed supermassive u quasars fl-univers.

riċerka ta 'livell JWST mhuwiex simili għal dak fil-passat, u għalhekk l-Teleskopju kien magħżul bħala 2010s missjoni xempju NASA.

kapolavur xjentifika

Mil-lat tekniku, l-ġdida Teleskopju James Webb huwa xogħol reali ta 'arti. Il-proġett għaddiet triq twila: kien hemm eċċessi tal-baġit, dewmien u riskju ta 'kanċellament tal-proġett. Wara l-intervent tal-tmexxija l-ġdida inbidlet. Il-proġett f'daqqa miksuba bħala arloġġi,-fondi kienu allokati, ammontaw għal żbalji, fallimenti u l-problemi, u t-tim beda ippakkjar JWST f'termini kollha, skedi u limitazzjonijiet tal-baġit. It-tnedija hija skedata għall Ottubru 2018 fi rokit "Ariane 5". It-tim mhux biss isegwi l-iskeda, hi għandha disa 'xhur xellug biex jippermetti għal kwalunkwe sitwazzjoni mhux mistennija li kienet kollha miġbura u lesti għal din id-data.

James Webb Teleskopju jikkonsisti f'erba 'partijiet prinċipali.

unità ottika

Dan jinkludi l-mirja, li l-aktar effettivi tmintax gilt segmentati mera primarja. Dawn se jintużaw biex jiġbru l-Starlight bogħod u tiffoka l-istrumenti tagħha għall-analiżi. Kollha dawn il-mirja issa huma lesti u perfetta, magħmula dritt fuq l-iskeda. Fl-aħħar tal-assemblea se jkunu mitwija fis disinn kompatt li tkun qed taħdem f'distanza ta 'aktar minn 1 miljun kilometru mill-Dinja għall-punt L2 Lagrange, u mbagħad awtomatikament dawwar biex jiffurmaw struttura xehda, li għal ħafna snin se tiġbor dawl Outbound. Huwa tassew ħaġa sabiħa u eżitu ta 'suċċess tal-isforzi Titanic ta' ħafna speċjalisti.

Bagalji qrib infrared

"Webb" hija mgħammra ma 'erba' strumenti xjentifiċi li huma lesti għal 100%. Il-camera prinċipali hija kamera tat-teleskopju qrib firxa IR, mid-dawl viżibbli għal oranġjo infra-aħmar fond reġjun. Se jipprovdi stampa bla preċedent ta 'l-istilel kmieni, il-galassji iżgħar li għadhom fil-proċess ta' formazzjoni, stilla żgħażagħ tal-Mixja ħalib u galaxies qrib, mijiet ta 'oġġetti ġodda fil-ċinturin Kuiper. Huwa ottimizzati għall-immaġni dirett ta 'pjaneti madwar stilla oħra. Dan se jkun l-kamera prinċipali, użati mill-aktar osservaturi.

Qarib spectrograph infrared

Din l-għodda mhux biss jifred-dawl fis wavelengths individwali, iżda huwa kapaċi li jagħmlu dan għal aktar minn 100 oġġetti individwali fl-istess ħin! Dan il-mezz huwa spectrograph universali "Webb", li jista 'jitħaddem 3 reġimi ispettroskopija differenti. Inbniet mill -Aġenzija Spazjali Ewropea, iżda ħafna komponenti inklużi detectors u batterija multi valv, provduta miċ-Ċentru għall Titjiriet Spazjali. Goddard (NASA). Dan il-mezz tkun ġiet ittestjata u tkun lesta għall-installazzjoni.

Strument nofs l-infra-aħmar

Mezz li jintuża għall-immaġni tal-broadband, jiġifieri li jinkisbu permezz tal-immaġni aktar impressjonanti tal-istrumenti kollha "Webb". Minn lat xjentifiku, ikun aktar utli fil-kejl l-diski protoplanetary madwar stilla żgħażagħ, kejl u viżwalizzazzjoni ma eżattezza mingħajr preċedent oġġetti Kuiper Belt u trab imsaħħna minn Starlight. Huwa l-unika għodda bil-kirogenikament mkessaħ sa 7 K. Meta mqabbel mal-Teleskopju Spazjali Spitzer, dan se jtejjeb ir-riżultati fi 100 darba.

spectrograph gapless NIR (NIRISS)

L-apparat se tipproduċi:

• wiesa 'ispettroskopija fir-reġjun wavelength infra-aħmar ħdejn (1.0-2.5 micron);
• ispettroskopija Grism wieħed oġġett fil-medda viżibbli u infra-aħmar (0.6-3.0 micron);
• interferometrija masking-apertura f'tul ta 'mewġ ta' 3.8 - 4.8 mikroni (fejn l-ewwel istilel u galaxies mistennija);
• Stħarriġ fuq firxa wiesgħa tal-qasam kollu ta 'opinjoni.

Din l-għodda ġiet maħluqa mill-Aġenzija Spazjali Kanadiżi. Wara li tgħaddi l-ittestjar krijoġeniċi hu se jkun ukoll lesti li jintegraw fil-bajja tagħmir tal-Teleskopju.

sunshield

teleskopji Ispazju dawn ma ħatarx. Wieħed mill-aspetti l-aktar biża 'kull istartjar huwa l-użu materjal kompletament ġdida. Minflok tkessiħ-vettura spazjali kollu b'mod attiv tuża refriġerant konsumabbli jintremew, l-Teleskopju James Webb juża teknoloġija kompletament ġdida - tarka xemx 5-saff li jiġi skjerat biex jirriflettu l-radjazzjoni solari mill-Teleskopju. Ħames folji 25-marda ta 'vireg tat-titanju huma konnessi u installati wara mobilitazzjoni tas-Teleskopju. Il-protezzjoni ġie ttestjat fl-2008 u l-2009. mudelli fuq skala sħiħa, li jipparteċipaw f'testijiet tal-laboratorju, imwettqa kull ma kellu jagħmel hawn fid-dinja. Din hija innovazzjoni sbieħ.

Barra minn hekk, huwa wkoll kunċett inkredibbli: mhux sempliċiment li jimblokka l-dawl mix-xemx u mqiegħda Teleskopju fid-dell, u tagħmel dan hekk li l-sħana huwa rradjata fid-direzzjoni opposta għall-orjentazzjoni tal-Teleskopju. Kull wieħed mill-ħames saffi fi spazju vakwu se jsiru kiesaħ bħala d-distanza minn barra li jkunu ftit ogħla minn l-temperatura tal-wiċċ - madwar 350-360 K. temperatura aħħar saff għandu jonqos għal 37-40 K, li huwa kesħin mill-wiċċ bil-lejl Pluto.

Barra minn hekk, prekawzjonijiet sinifikanti meħuda biex jiġi protett mill-ambjent avvers ta 'spazju fil-fond. Waħda mill-affarijiet li jkunu kkonċernati hawnhekk huma ċagħaq ċkejkna daqs pebble, ramel, trab u anke inqas permezz ta 'spazju interplanetary jtajru b'veloċità ta' għexieren jew saħansitra mijiet ta 'eluf ta' km / h. Dawn micrometeorites huma kapaċi prodelyvat ċkejkna, toqob mikroskopika fil dak kollu li jiltaqgħu magħhom: vetturi spazjali, ilbiesi ispazju, mirja, teleskopji u ħafna aktar. Jekk il-mera se jkollhom biss fairings jew toqob, tnaqqas ftit l-ammont ta disponibbli "ħfief tajba", il-solar panel jistax jinqata 'minn tarf sa tarf, li se tagħmel is-saff kollu inutli. Biex jiġġieldu kontra dan il-fenomenu idea brillanti kien użat.

tarka solari Kollha ġiet maqsuma f'sezzjonijiet sabiex, jekk hemm differenza żgħira fil waħda, tnejn jew anke tlieta minn dawn,-saff mhux se tiċrita aktar, kif frattura fil-windskrin tal-karozza. Partizzjoni se żżomm l-istruttura sħiħa ta 'kollox, huwa importanti li jipprevjeni d-degradazzjoni.

Vetturi spazjali: assemblaġġ u sistema ta 'kontroll

Huwa komponent ordinarja, kif hemm fil-teleskopji spazjali kollha u l-missjonijiet xjentifiċi. Fil JWST huwa uniku, iżda wkoll ippreparata b'mod sħiħ. Dak kollu li jkun baqa 'huwa l-kuntrattur ġenerali tal-kumpannija proġett Northrop Grumman, - tarka kompluta, jiġbor it-teleskopju u check out. L-apparat se tkun lesta li tibda fi 2 snin.

10 snin ta 'skoperta

Jekk kollox imur sew, l-umanità hija fuq il-ponta ta 'skoperti xjentifiċi kbira. L-velu ta 'gass newtrali, li għadu mittiefsa ħarsa ġenerali tar-istilel kmieni u galaxies, tiġi riżolta kapaċitajiet infrared "Webb" u luminożità enormi tagħha. Dan se jkun l-akbar, teleskopju aktar sensittivi ma 'medda ta' wavelength kbira minn 0.6 sa 28 microns (-għajn umana jara minn 0.4 sa 0.7 mikroni) ta 'dejjem mibnija. Huwa mistenni li jipprovdi għaxar snin ta 'osservazzjonijiet.

Skond NASA, it-terminu "Webb" missjoni se jkun minn 5.5 sa 10 snin. Hija limitata għall-ammont ta 'karburant meħtieġ biex jinżamm orbita, u l-ħajja elettronika u tagħmir fl-ambjent ħarxa ta' spazju. L-Teleskopju orbitali James Webb se twettaq stokk ta 'karburant għat-terminu kollu ta' 10 snin, u 6 xhur wara t-tnedija se jiġu ttestjati biex jiżguraw it-titjira, li jiggarantixxi 5 snin ta 'xogħol xjentifiku.

Liema jista 'tmur ħażin?

Il-fattur ewlieni li jillimita l-ammont ta 'fjuwil abbord. Meta jkun lest,-satellita se drift bogħod mill-punt L2 Lagrange, li ġejjin fuq bħala orbita kaotika viċin ħafna għall-Dinja.

Dan koma, jistgħu jseħħu u problemi oħra:

• mirja degradazzjoni, li jaffettwaw l-ammont ta 'dawl miġbur u joħolqu artifacts immaġini, iżda ma jagħmlux ħsara lill-operat ulterjuri tal-Teleskopju;
• nuqqas ta 'parti jew skrin solari totali, li se tgħolli t-temperatura tal-vettura spazjali, u idejjaq l medda ta' wavelength użat biex qrib ħafna reġjun infra-aħmar (2-3 mikrons);
• Firxa tiġrifa tkessiħ għodda sistema f'nofs IR, li jagħmilha mhux tajba għall-użu, iżda ma jaffettwax l-għodod oħra (0.6 sa 6 mikrons).

L-aktar test diffiċli li jistenna l-Teleskopju James Webb, - tnedija u l-injezzjoni fil-orbita mixtieqa. Huwa dawn is-sitwazzjonijiet ġew ittestjati u b'suċċess għadda.

Rivoluzzjoni fix-xjenza

Jekk l-Teleskopju James Webb se taħdem fil-modalità normali, il-karburant huwa biżżejjed li jiġi żgurat li x-xogħol tiegħu 2018-2028. Barra minn hekk, il-potenzjal teżisti għal refuelling, li jestendu l-ħajja l-Teleskopju biex deċennju ieħor. Hekk kif l-"Hubble" kienet titħaddem għal 25 sena, il-JWST tiżgura ġenerazzjoni ta 'xjenza rivoluzzjonarju. F'Ottubru 2018, il-rokit trasportatur "Ariane 5" se orbita il-futur tal-astronomija, li, wara aktar minn 10 snin ta 'xogħol iebes diġà sar biex jibdew jagħtu l-frott. teleskopji spazjali futuri kważi waslu.