James Webb Space Telescope (James Webb Space Telescope): lanceerdatum, apparatuur

Met elke extra centimeter opening, elke extra tweede observatieperiode en elke extra atoom atmospherics, op afstand van veldonderzoek telescoop, beter, dieper en duidelijker je zult het universum zien.

25 jaar "Hubble"

Wanneer de telescoop "Hubble" begon werkend in 1990, opende een nieuw tijdperk in de astronomie - de ruimte. Niet langer te maken gehad met de atmosfeer, wolken, of zorgen over elektromagnetische flikkeren. Het enige dat nodig is - is om de satelliet op doel in te zetten om het te stabiliseren en om fotonen te verzamelen. Meer dan 25 jaar van ruimtetelescopen begonnen om het gehele elektromagnetische spectrum, waardoor voor de eerste keer om het universum te overwegen bij elke golflengte van het licht te dekken.

Maar naarmate onze kennis is toegenomen, en de toegenomen ons begrip van het onbekende. Hoe verder we kijken uit naar het universum, des te meer zien we de diepe verleden: een eindige hoeveelheid tijd sinds de Big Bang, in combinatie met de eindige snelheid van het licht zorgt voor een grens aan wat we kunnen waarnemen. Bovendien is de uitbreiding van de ruimte zelf werkt tegen ons, het uitrekken van de golflengte van het licht van sterren als hij reist door het universum voor onze ogen. Zelfs de ruimtetelescoop "Hubble", die ons de diepste, de meest spectaculaire beelden van het heelal die we ooit hebben ontdekt geeft, is beperkt in dit opzicht.

"Hubble" Nadelen

"Hubble" - een geweldige telescoop, maar het heeft een aantal fundamentele beperkingen:

• Slechts 2,4 m diameter, die zijn beperkt resolutie.
• Hoewel reflecterende bekledingsmaterialen wordt voortdurend blootgesteld aan direct zonlicht, die wordt verwarmd. Dat betekent dat als gevolg van thermische effecten, kan hij de golflengte van licht meer dan 1,6 micron kijken.
• De combinatie van beperkte apertuur en de golflengte, waarvoor het gevoelig is, zodat de kijker het stelsel niet kan zien ouder dan 500 miljoen jaar.

Deze sterrenstelsels zijn perfect, ver bestonden toen het heelal slechts ongeveer 4% van zijn huidige leeftijd had. Maar we weten dat sterren en sterrenstelsels bestond vóór.

Om te zien het, de telescoop zou een hogere gevoeligheid hebben. Dit betekent dat de overgang naar langere golflengten en lagere temperaturen dan de "Hubble". Dat is de reden waarom, en creëerde de James Webb Space Telescope.

De vooruitzichten voor de wetenschap

James Webb Space Telescope (JWST) is ontworpen om deze beperkingen te overwinnen is: met 6,5 m diameter telescoop verzamelt 7 keer meer licht dan de "Hubble". Het opent de mogelijkheid van ultrahoge resolutie spectroscopie 600 nm tot 6 micron (4 keer groter dan de golflengte die in staat is de "Hubble" te zien) naar het middelste infraroodgebied nemen met een hogere gevoeligheid dan ooit tevoren. JWST gebruikt passieve koeling tot een oppervlaktetemperatuur van Pluto en kan actief koelen van de midden-infrarood apparaten tot 7 K. James Webb telescoop maakt het mogelijk om de wetenschap doen wat nog niemand dit niet gebeurt.

Hij zal:

• observeren de vroegste sterrenstelsels ooit gevormd;
• zichtbaar door het neutrale gas probe en de eerste ster reionization heelal;
• het uitvoeren van spectroscopische analyse van de allereerste sterren (bevolking III), gevormd na de Big Bang;
• Ontvang geweldige verrassingen, zoals de ontdekking van de eerste superzware zwarte gaten en quasars in het universum.

Level onderzoek JWST is niet vergelijkbaar met die in het verleden, en dus de telescoop werd gekozen als NASA's vlaggenschip missie 2010s.

wetenschappelijke meesterwerk

Vanuit een technisch oogpunt, de nieuwe James Webb telescoop is een echt kunstwerk. Het project heeft een lange weg voorbij: er waren budgetoverschrijdingen, vertragingen tijdschema en risico van annulering van het project. Na de tussenkomst van de nieuwe leiding is veranderd. Het project plotseling verworven als horloges, zijn middelen die worden toegewezen, goed voor fouten, storingen en problemen, en het team begonnen met inpakken JWST in alle voorwaarden, schema's en budgettaire beperkingen. De lancering is gepland voor oktober 2018 in een raket "Ariane 5". Het team volgt niet alleen het schema, ze heeft negen maanden te gaan om eventuele onverwachte situatie dat al werd verzameld en klaar voor deze datum.

James Webb Telescope bestaat uit vier hoofdonderdelen.

optische eenheid

Het omvat alle van de spiegels, waarvan de meest effectieve achttien vergulde gesegmenteerd primaire spiegel. Ze zullen worden gebruikt om de verre licht van de sterren te verzamelen en te concentreren haar instrumenten voor analyse. Al deze spiegels zijn nu klaar en perfect, maakte precies op schema. Aan het einde van het samenstel ze in een compact ontwerp worden gevouwen worden dat op een afstand van meer dan 1.000.000 kilometers van de aarde tot de L2 Lagrangepunt en vervolgens automatisch naar een honingraatstructuur, die jarenlang uitgaande licht verzamelt vormen. Het is echt een mooi ding en een succesvolle uitkomst van de titanic inspanningen van vele specialisten.

Bagage nabije infrarood

"Webb" is uitgerust met vier wetenschappelijke instrumenten die klaar zijn voor 100% zijn. De belangrijkste camera is een camera van de telescoop nabije IR bereik van zichtbaar licht tot diep oranje-infraroodgebied. Het zal een ongekend beeld van de eerste sterren te bieden, de jongste sterrenstelsels die zich nog in het proces van de formatie, de jonge sterren van de Melkweg en nabije sterrenstelsels, honderden nieuwe objecten in de Kuipergordel. Het is geoptimaliseerd voor directe beeldvorming van planeten rond andere sterren. Dit zal de belangrijkste camera, gebruikt door de meeste waarnemers zijn.

Near Infrared Spectrograph

Dit instrument, niet alleen scheidt het licht in afzonderlijke golflengten, maar is in staat om dit te doen voor meer dan 100 afzonderlijke objecten op hetzelfde moment! Deze inrichting is een universele spectrogram "Webb", dat kan werken in 3 verschillende regimes spectroscopie. Het werd gebouwd door de European Space Agency, maar veel componenten, waaronder detectoren en multi-klep batterij, die door het Center for Space Flight. Goddard (NASA). Dit apparaat is getest en kan worden geïnstalleerd.

Midden-infrarood instrument

Te gebruiken inrichting voor breedband beeldvorming, d.w.z. deze zal worden verkregen via de meest indrukwekkende beeld met alle instrumenten "Webb". Vanuit wetenschappelijk oogpunt zou het zeer nuttig zijn bij het meten van de protoplanetaire schijven rond jonge sterren, meet- en visualisatie met ongekende precisie Kuipergordel objecten en stof onder de sterrenhemel worden verwarmd. Hij is de enige tool met een cryogeen gekoeld tot 7 K. In vergelijking met de Spitzer Space Telescope, zal dit de resultaten in 100 keer te verbeteren.

Gapless spectrograaf NIR (NIRISS)

Het apparaat produceert:

• breed-spectroscopie in het nabije infrarood golflengtegebied (1,0-2,5 micrometer);
• Grism spectroscopie een object in het zichtbare en infrarode gebied (0,6-3,0 micrometer);
• masking apertuur interferometrie bij golflengten van 3,8-4,8 micron (indien verwacht eerste sterren en sterrenstelsels);
• breed scala overzicht van het hele gezichtsveld.

Deze tool is gemaakt door de Canadian Space Agency. Na het passeren van cryogene testen zal hij ook bereid om te integreren in de apparatuur baai van de telescoop.

zonnekap

Ruimtetelescopen ze nog niet benoemd. Een van de meest angstaanjagende aspecten van een startup is om een geheel nieuw materiaal te gebruiken. In plaats van het koelen van de gehele ruimtevaartuig actief gebruik wegwerpverbruiksartikel koelmiddel, de James Webb telescoop maakt gebruik van een geheel nieuwe technologie - 5-layer zonnewering worden ingezet om de zonne-straling van de telescoop weer te geven. Vijf 25-foot vellen titanium stangen gemonteerd en aangesloten na ontplooiing van de telescoop. De bescherming is getest in 2008 en 2009. Full-maquettes, het deelnemen aan laboratoriumproeven, uitgevoerd alles wat ze moesten doen hier op aarde. Dit is een mooie innovatie.

Daarnaast is het ook een ongelooflijke concept: niet alleen om het licht van de zon te blokkeren en zet een telescoop in de schaduw, en maken het zo dat alle warmte wordt uitgestraald in de richting tegengesteld aan de oriëntatie van de telescoop. Elk van de vijf lagen in een vacuümruimte wordt koud worden naarmate de afstand tot de buitenzijde enigszins warmer dan de oppervlakte temperatuur - ongeveer 350-360 K. laatste laag temperatuur moet dalen tot 37-40 K, die kouder is dan het oppervlak nachts Pluto.

Daarnaast belangrijke voorzorgsmaatregelen genomen om het te beschermen tegen ongunstige omgeving van diepe ruimte. Eén van de hier te worden betrokken dingen zijn kleine kiezels kiezel grootte, zand, stof en nog minder door de interplanetaire ruimte vliegen met een snelheid van tientallen of zelfs honderden duizenden km / h. Deze micrometeorieten kunnen prodelyvat kleine microscopische gaatjes in alles wat ze tegenkomen: ruimtevaartuig, ruimtepakken, spiegels, telescopen en nog veel meer. Indien de spiegel enige deuken of gaten hebben, wat vermindering van de hoeveelheid beschikbare "good light", het zonnepaneel kan worden gescheurd van rand tot rand, waarbij de gehele laag onbruikbaar maakt. Om dit fenomeen te briljante idee werd gebruikt te bestrijden.

Alle solar schild is onderverdeeld in secties, zodat wanneer er een kleine opening in één, twee of zelfs drie van deze, zal de laag niet verder scheuren, als een breuk in de voorruit van de auto. Partitionering de hele structuur van het geheel te houden, is het belangrijk om degradatie te voorkomen.

Ruimtevaartuigen: assemblage en controlesysteem

Het is een gewone component, want er is in alle ruimtetelescopen en wetenschappelijke missies. In JWST is uniek, maar ook volledig voorbereid. Het enige dat overblijft is de algemene aannemer van het project bedrijf Northrop Grumman, - complete bescherming, vergadert de telescoop en check it out. Het apparaat zal klaar om te beginnen in 2 jaar.

10 jaar van de ontdekking

Als alles goed gaat, de mensheid staat op het punt van grote wetenschappelijke ontdekkingen. De sluier van neutraal gas, dat nog steeds overschaduwd overzicht van de eerste sterren en sterrenstelsels, is opgelost infrarood vermogens "Webb" en zijn enorme helderheid. Dit zal de grootste, meest gevoelige telescoop met een grote golflengte bereik 0,6-28 micron (het menselijk oog ziet 0,4-0,7 micron) ooit gebouwd. Verwacht wordt dat een decennium van waarnemingen te bieden.

Volgens NASA, zal de term "Webb" missie 5,5-10 jaar. Het is beperkt tot de hoeveelheid brandstof die nodig is om een baan te behouden en elektronica leven en apparatuur in de barre omgeving van de ruimte. De orbitale telescoop James Webb zal een voorraad van brandstof te dragen voor de gehele looptijd van 10 jaar en 6 maanden na de lancering zal worden getest om de vlucht, waarvan 5 jaar wetenschappelijk werk garandeert garanderen.

Wat kan er mis gaan?

De belangrijkste beperkende factor is de hoeveelheid brandstof aan boord. Als het klaar is, zal de satelliet uit de buurt van het Lagrange punt L2 drijven, komt aan als een chaotische baan heel dicht bij de aarde.

Dit coma, kan voorkomen en andere problemen:

• spiegels afbraak, waardoor de hoeveelheid opgevangen licht beïnvloeden en resulteren beeldartefacten, maar zal de verdere werking van de telescoop niet beschadigt;
• storing in een gedeeltelijke of volledige zonnescherm, waarbij de temperatuur van het ruimtevaartuig zal verhogen, en verkleint het gebruikte golflengtebereik zeer nabije infraroodgebied (2-3 micron);
• crash koelsysteem gereedschap mid-IR-bereik, waardoor het ongeschikt voor gebruik maakt, maar heeft geen invloed op de andere instrumenten (0,6-6 micron).

De moeilijkste test die de James Webb telescoop, wacht - lanceren en injectie in de gewenste baan om de aarde. Het zijn deze situaties zijn getest en geslaagd zijn.

Revolutie in de wetenschap

Als de James Webb telescoop zal werken in een normale modus, de brandstof is voldoende om ervoor te zorgen dat zijn werk 2018-2028. Bovendien bestaat de mogelijkheid om bij te tanken, die het leven van de telescoop zou uit te breiden tot een ander decennium. Net zoals de "Hubble" werd gedurende 25 jaar, zou de JWST zorgen generatie van de revolutionaire wetenschap. In oktober zal 2018 raket "Ariane 5" de toekomst van de astronomie, die, na meer dan 10 jaren van hard werk is al gedaan om te beginnen vruchten af te werpen baan. Toekomstige ruimtetelescopen bijna aangekomen.