เจมส์เวบบ์กล้องโทรทรรศน์อวกาศ (เจมส์เวบบ์กล้องโทรทรรศน์อวกาศ): วันที่เปิดตัวอุปกรณ์

กับแต่ละรูรับแสงเพิ่มเติมเซนติเมตรเพิ่มเติมแต่ละช่วงเวลาการสังเกตที่สองและแต่ละคลื่นวิทยุอะตอมเพิ่มเติมระยะไกลจากกล้องโทรทรรศน์สำรวจภาคสนามดีกว่าลึกและชัดเจนคุณจะเห็นจักรวาล

25 ปีของ "ฮับเบิล"

เมื่อกล้อง "ฮับเบิล" เริ่มดำเนินการในปี 1990 ก็เปิดศักราชใหม่ในทางดาราศาสตร์ - พื้นที่ ไม่มีอีกต่อไปมีการจัดการกับบรรยากาศเมฆหรือกังวลเกี่ยวกับการสั่นไหวแม่เหล็กไฟฟ้า ทั้งหมดที่จำเป็นต้อง - คือการปรับใช้ดาวเทียมในเป้าหมายที่จะรักษาเสถียรภาพและการเก็บรวบรวมโฟตอน กว่า 25 ปีของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเริ่มต้นเพื่อให้ครอบคลุมทั้งสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งได้รับอนุญาตเป็นครั้งแรกที่จะต้องพิจารณาจักรวาลที่ความยาวคลื่นของแสงในแต่ละ

แต่เป็นความรู้ของเราได้เพิ่มขึ้นและเพิ่มความเข้าใจของเราที่ไม่รู้จัก ต่อไปเรามองออกไปในจักรวาลที่มากกว่าที่เราเห็นที่ผ่านมาลึก: จำนวน จำกัด ของเวลาตั้งแต่บิ๊กแบงร่วมกับอัตราเร็วของแสงให้ขีด จำกัด กับสิ่งที่เราสามารถสังเกต นอกจากนี้การขยายตัวของพื้นที่ตัวเองเป็นคนที่ทำงานกับเรายืดที่ ความยาวคลื่นของแสง ดาวในขณะที่เขาเดินทางข้ามจักรวาลที่จะดวงตาของเรา แม้กล้องโทรทรรศน์อวกาศ "ฮับเบิล" ซึ่งจะช่วยให้เราลึกภาพที่งดงามที่สุดของจักรวาลที่เราได้ค้นพบที่เคยมีข้อ จำกัด ในแง่นี้

"ฮับเบิล" ข้อเสีย

"ฮับเบิล" - กล้องโทรทรรศน์ที่น่าตื่นตาตื่นใจ แต่ก็มีข้อ จำกัด พื้นฐานบางอย่าง:

• เพียงแค่ 2.4 เมตรเส้นผ่าศูนย์กลางที่ จำกัด ของ ความละเอียด
• แม้ว่าวัสดุเคลือบสะท้อนแสงก็จะเผชิญกับแสงแดดโดยตรงซึ่งเป็นน้ำอุ่น ซึ่งหมายความว่าเนื่องจากผลกระทบความร้อนเขาไม่สามารถดูความยาวคลื่นของแสงมากขึ้นกว่า 1.6 ไมครอน
• การรวมกันของรูรับแสง จำกัด และความยาวคลื่นที่มันเป็นเรื่องละเอียดอ่อนซึ่งหมายความว่ากล้องสามารถมองเห็นจักรวาลมีอายุไม่เกิน 500 ล้านปี

กาแลคซีเหล่านี้จะสมบูรณ์แบบที่มีอยู่ให้ห่างไกลเมื่อจักรวาลเป็นเพียงประมาณ 4% ของอายุปัจจุบัน แต่เรารู้ว่าดาวและกาแลกซี่มีอยู่ก่อน

หากต้องการดู ว่ากล้องโทรทรรศน์ ควรจะมีความไวสูง ซึ่งหมายความว่าการเปลี่ยนไปใช้ความยาวคลื่นอีกต่อไปและอุณหภูมิต่ำกว่า "ฮับเบิล" นั่นคือเหตุผลที่และสร้างกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์

อนาคตสำหรับวิทยาศาสตร์

เจมส์เวบบ์กล้องโทรทรรศน์อวกาศ (JWST) ถูกออกแบบมาเพื่อเอาชนะข้อ จำกัด เหล่านี้คือ: 6.5 เมตรเส้นผ่าศูนย์กลางกล้องโทรทรรศน์รวบรวมเพิ่มเติมแสง 7 ครั้งกว่า "ฮับเบิล" จะเปิดเป็นไปได้ของอัลตร้าความละเอียดสูงสเปกโทรสโกจาก 600 นาโนเมตรถึง 6 ไมครอน (4 ครั้งใหญ่กว่าความยาวคลื่นซึ่งสามารถที่จะเห็น "ฮับเบิล") ในการสังเกตภูมิภาคอินฟราเรดกลางที่มีความไวสูงกว่าที่เคย JWST ใช้ระบายความร้อนแฝงที่อุณหภูมิพื้นผิวของดาวพลูโตและสามารถที่จะแข็งขันเย็นอุปกรณ์กลางเดือนอินฟราเรดถึง 7 เคกล้องโทรทรรศน์เจมส์เวบบ์จะทำให้มันเป็นไปได้ที่จะทำวิทยาศาสตร์เป็นหนึ่งไม่ก่อนหน้านี้ไม่ได้ทำ

เขาจะ:

• สังเกตกาแลคซีที่เก่าแก่ที่สุดที่เคยเกิดขึ้น;
• มองผ่านสอบสวนก๊าซที่เป็นกลางและจักรวาลดาวรีไอออนไนซ์ครั้งแรก
• ดำเนินการวิเคราะห์สเปกโทรสโกของดาวดวงแรกมาก (ประชากร III) ที่เกิดขึ้นหลังจากบิ๊กแบ;
• ได้รับความผิดที่น่าตื่นตาตื่นใจเช่นการค้นพบของแรกที่ หลุมดำมวลมหาศาล และควาซาร์ในจักรวาล

JWST วิจัยระดับไม่คล้ายกับว่าในอดีตที่ผ่านมาและเพื่อให้กล้องได้รับเลือกเป็นของนาซา 2010s ภารกิจเรือธง

ผลงานชิ้นเอกทางวิทยาศาสตร์

จากมุมมองทางเทคนิคใหม่เจมส์เวบบ์กล้องโทรทรรศน์เป็นงานที่แท้จริงของศิลปะ โครงการนี้ได้ผ่านทางยาว: มีงบงบประมาณล่าช้าตารางเวลาและความเสี่ยงของการยกเลิกโครงการ หลังจากการแทรกแซงของผู้นำคนใหม่ที่มีการเปลี่ยนแปลง โครงการก็รับนาฬิกากองทุนจัดสรรคิดเป็นความผิดพลาดล้มเหลวและปัญหาและทีมงานเริ่มบรรจุ JWST ในแง่ทุกตารางเวลาและข้อ จำกัด ของงบประมาณ การเปิดตัวที่กำหนดไว้สำหรับตุลาคม 2018 ในจรวด "Ariane 5" ทีมงานไม่เพียง แต่เป็นไปตามตารางเวลาที่เธอมีเก้าเดือนที่เหลือเพื่อให้สถานการณ์ที่ไม่คาดคิดใด ๆ ที่ถูกเก็บรวบรวมและพร้อมสำหรับวันนี้

เจมส์เวบบ์กล้องโทรทรรศน์ประกอบด้วยสี่ส่วนหลัก

หน่วยแสง

มันมีทั้งหมดของกระจกซึ่งมีประสิทธิภาพมากที่สุดสิบแปดทองแบ่งกระจกหลัก พวกเขาจะถูกนำมาใช้ในการเก็บรวบรวมแสงดาวที่อยู่ห่างไกลและมุ่งเน้นเครื่องมือสำหรับการวิเคราะห์ กระจกทั้งหมดเหล่านี้อยู่ในขณะนี้พร้อมและสมบูรณ์แบบทำขวาตามกำหนดเวลา ในตอนท้ายของการชุมนุมที่พวกเขาจะได้รับการพับเป็นขนาดที่กะทัดรัดที่จะทำงานในระยะทางมากกว่า 1 ล้านกิโลเมตรจากโลกไปยังจุดที่ L2 Lagrange แล้วเปิดโดยอัตโนมัติในรูปแบบโครงสร้างรังผึ้งซึ่งเป็นเวลาหลายปีที่ผ่านมาจะเก็บไฟขาออก จริงๆมันเป็นสิ่งที่สวยงามและผลสำเร็จของความพยายามไททานิคของผู้เชี่ยวชาญหลายคน

กระเป๋าเดินทางใกล้อินฟราเรด

"เวบบ์" เป็นอุปกรณ์ที่มีเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ที่สี่ที่มีความพร้อม 100% กล้องหลักเป็นกล้องของกล้องโทรทรรศน์ใกล้ช่วง IR จากแสงที่มองเห็นไปยังภูมิภาคส้มอินฟราเรดลึก มันจะช่วยให้ภาพเป็นประวัติการณ์ของดาวที่เก่าแก่ที่สุดที่กาแลคซีที่อายุน้อยที่สุดที่ยังคงอยู่ในขั้นตอนของการสร้าง, ดาราหนุ่มของทางช้างเผือกและกาแลกซี่ที่อยู่ใกล้เคียงหลายร้อยของวัตถุใหม่ในแถบไคเปอร์ มันเป็นที่เหมาะสำหรับการถ่ายภาพโดยตรงของดาวเคราะห์รอบดาวอื่น ๆ นี้จะเป็นกล้องหลักที่ใช้โดยผู้สังเกตการณ์ส่วนใหญ่

ใกล้อินฟราเรดสเปกโตร

เครื่องมือนี้ไม่เพียง แต่แยกแสงให้เป็นความยาวคลื่นของแต่ละบุคคล แต่สามารถที่จะทำเช่นนี้มานานกว่า 100 วัตถุที่บุคคลในเวลาเดียวกัน! อุปกรณ์นี้เป็นสเปกโตสากล "เวบบ์" ซึ่งสามารถทำงานในระบอบการปกครองที่แตกต่างกัน 3 สเปกโทรสโก มันถูกสร้างขึ้นโดย องค์การอวกาศยุโรป แต่องค์ประกอบหลายอย่างรวมทั้งการตรวจจับและแบตเตอรี่แบบมัลติวาล์วให้โดยศูนย์การบินอวกาศ ก็อดดาร์ด (NASA) อุปกรณ์นี้ได้รับการทดสอบและพร้อมสำหรับการติดตั้ง

เครื่องดนตรีกลางอินฟราเรด

อุปกรณ์ที่จะใช้สำหรับการถ่ายภาพความเร็วสูงกล่าวคือมันจะถูกได้รับผ่านทางภาพที่น่าประทับใจที่สุดกับเครื่องมือทุกคน "เวบบ์" จากจุดทางวิทยาศาสตร์ในมุมมองของมันจะมีประโยชน์มากที่สุดในการวัดดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์รอบดาวหนุ่มวัดและการสร้างภาพที่มีความแม่นยำเป็นประวัติการณ์วัตถุในแถบไคเปอร์และฝุ่นละอองความร้อนจากแสงดาว เขาเป็นเครื่องมือเดียวกับ cryogenically เย็นถึง 7 เคเมื่อเทียบกับกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์นี้จะปรับปรุงผลใน 100 ครั้ง

สเปกโตที่ไม่มีช่องโหว่ NIR (NIRISS)

อุปกรณ์ที่จะผลิต:

• กว้างสเปกโทรสโกในภูมิภาคใกล้ความยาวคลื่นอินฟราเรด (1.0-2.5 ไมครอน);
• Grism สเปกโทรสโกวัตถุหนึ่งในช่วงที่มองเห็นและอินฟราเรด (0.6-3.0 ไมครอน);
• อินเตอร์เฟกำบังรูรับแสงในช่วงความยาวคลื่นของ 3.8-4.8 ไมครอน (ที่คาดว่าดาวดวงแรกและกาแลกซี่);
• การสำรวจช่วงกว้างของเขตข้อมูลทั้งหมดของมุมมอง

เครื่องมือนี้ถูกสร้างขึ้นโดยองค์การอวกาศแคนาดา หลังจากผ่านการทดสอบอุณหภูมิเขาก็จะยินดีที่จะบูรณาการเข้าไปในช่องอุปกรณ์ของกล้องโทรทรรศน์

sunshield

กล้องโทรทรรศน์อวกาศพวกเขายังไม่ได้รับการแต่งตั้งเลย ด้านหนึ่งที่น่ากลัวที่สุดของการเริ่มต้นใด ๆ คือการใช้วัสดุใหม่ทั้งหมด แทนการระบายความร้อนของยานอวกาศทั้งแข็งขันโดยใช้สารทำความเย็นสิ้นเปลืองที่ใช้แล้วทิ้ง, กล้องโทรทรรศน์เจมส์เวบบ์ใช้เทคโนโลยีใหม่ที่สมบูรณ์แบบ - 5 ชั้นดวงอาทิตย์โล่จะนำไปใช้เพื่อสะท้อนรังสีจากกล้องโทรทรรศน์ ห้าแผ่น 25 ฟุตของแท่งไทเทเนียมมีการเชื่อมต่อและการติดตั้งหลังจากการใช้งานของกล้อง การป้องกันที่ได้รับการทดสอบในปี 2008 และปี 2009 รุ่นเต็มรูปแบบการมีส่วนร่วมในการทดสอบในห้องปฏิบัติการดำเนินการทั้งหมดที่พวกเขาต้องทำบนโลกใบนี้ นี่คือนวัตกรรมใหม่ที่สวยงาม

นอกจากนี้ก็ยังเป็นแนวคิดที่น่าทึ่งไม่เพียง แต่เพื่อป้องกันแสงจากดวงอาทิตย์และวางกล้องในที่ร่มและทำให้มันเพื่อให้ทุกความร้อนจะแผ่ไปในทิศทางตรงข้ามกับทิศทางของกล้องโทรทรรศน์ แต่ละห้าชั้นในพื้นที่สูญญากาศจะกลายเป็นเย็นเป็นระยะทางจากภายนอกที่จะอุ่นกว่าอุณหภูมิพื้นผิวเล็กน้อย - รอบ 350-360 เคอุณหภูมิชั้นสุดท้ายควรจะลดลงถึง 37-40 K ซึ่งเป็นเย็นกว่าพื้นผิวในเวลากลางคืน พลูโต

นอกจากนี้ข้อควรระวังที่สำคัญการดำเนินการเพื่อปกป้องมันจากสภาพแวดล้อมที่ไม่พึงประสงค์ของพื้นที่ลึก หนึ่งในสิ่งที่ต้องกังวลที่นี่มีก้อนกรวดเล็ก ๆ ขนาดกรวด, ทราย, ฝุ่นและแม้แต่น้อยผ่านพื้นที่อวกาศบินด้วยความเร็วหลายสิบหรือหลายร้อยหลายพันกม. / ชม micrometeorites เหล่านี้จะสามารถ prodelyvat เล็กหลุมกล้องจุลทรรศน์ในทุกสิ่งที่พวกเขาพบ: ยานอวกาศชุดอวกาศ, กระจกกล้องโทรทรรศน์และอื่น ๆ อีกมากมาย หากกระจกจะมีรอยบุบหรือเฉพาะหลุมเล็กน้อยลดปริมาณของพร้อมใช้งาน "แสงดี" ที่แผงเซลล์แสงอาทิตย์สามารถฉีกออกมาจากขอบถึงขอบซึ่งจะทำให้ชั้นทั้งที่ไร้ประโยชน์ เพื่อต่อสู้กับปรากฏการณ์นี้คิดที่ยอดเยี่ยมได้ถูกใช้

โล่พลังงานแสงอาทิตย์ทั้งหมดได้ถูกแบ่งออกเป็นส่วน ๆ เพื่อที่ว่าถ้ามีช่องว่างเล็ก ๆ ที่หนึ่งสองหรือสามของเหล่านี้ชั้นจะไม่ฉีกเพิ่มเติมเช่นการแตกหักในกระจกหน้าของรถ พาร์ทิชันจะทำให้โครงสร้างทั้งหมดของทั้งที่มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะป้องกันไม่ให้เกิดการย่อยสลาย

ยานอวกาศ: การประกอบและระบบการควบคุม

มันเป็นองค์ประกอบสามัญที่มีอยู่ในทุกกล้องโทรทรรศน์อวกาศและภารกิจทางวิทยาศาสตร์ ใน JWST จะไม่ซ้ำกัน แต่ยังเตรียมการอย่างเต็มที่ ทั้งหมดที่เหลือเป็นผู้รับเหมาทั่วไปของ บริษัท โครงการ Northrop Grumman, - โล่สมบูรณ์ประกอบกล้องโทรทรรศน์และตรวจสอบออก อุปกรณ์จะต้องพร้อมที่จะเริ่มต้นในรอบ 2 ปี

10 ปีของการค้นพบ

หากทุกอย่างไปเป็นมนุษย์อยู่บนปากเหวของการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่ ม่านของก๊าซที่เป็นกลางซึ่งยังคงบดบังภาพรวมของดาวที่เก่าแก่ที่สุดและกาแลคซีได้รับการแก้ไขความสามารถอินฟราเรด "เวบบ์" และความส่องสว่างมหาศาล นี้จะเป็นที่ใหญ่ที่สุดในกล้องโทรทรรศน์ที่มีความสำคัญมากที่สุดกับช่วงความยาวคลื่นขนาดใหญ่ 0.6-28 ไมครอน (ตามนุษย์เห็น 0.4-0.7 ไมครอน) ของที่เคยสร้างมา มันเป็นที่คาดว่าจะให้ทศวรรษของการสังเกต

ตามที่องค์การนาซ่าคำว่า "เวบบ์" ภารกิจจะ 5.5-10 ปี มันจะถูก จำกัด ปริมาณของน้ำมันเชื้อเพลิงที่ต้องรักษาวงโคจรและชีวิตอิเล็กทรอนิกส์และอุปกรณ์ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงของพื้นที่ วงกล้องโทรทรรศน์เจมส์เวบบ์จะดำเนินการสต็อกของน้ำมันเชื้อเพลิงสำหรับทั้งระยะเวลา 10 ปีและ 6 เดือนหลังจากการเปิดตัวจะมีการทดสอบเพื่อให้แน่ใจว่าการบินซึ่งรับประกัน 5 ปีของการทำงานทางวิทยาศาสตร์

สิ่งที่จะไปผิดหรือเปล่า?

ปัจจัยหลักคือการ จำกัด ปริมาณของน้ำมันเชื้อเพลิงบนกระดาน เมื่อเสร็จสิ้นดาวเทียมจะลอยอยู่ห่างจากจุด L2 Lagrange มาในฐานะวงโคจรวุ่นวายมากใกล้เคียงกับโลก

อาการโคม่านี้อาจเกิดขึ้นและปัญหาอื่น ๆ :

• สะท้อนการย่อยสลายซึ่งส่งผลกระทบต่อปริมาณของแสงที่เก็บรวบรวมและสร้างสิ่งประดิษฐ์ภาพ แต่จะไม่เกิดความเสียหายต่อการดำเนินงานของกล้องโทรทรรศน์;
• ความล้มเหลวของบางส่วนหรือหน้าจอแสงอาทิตย์ทั้งหมดซึ่งจะเพิ่มอุณหภูมิของยานอวกาศและแคบช่วงความยาวคลื่นที่ใช้ในการใกล้อินฟราเรดภูมิภาค (2-3 ไมครอน);
• เครื่องมือที่ผิดพลาดของระบบระบายความร้อนกลาง IR ช่วงซึ่งจะทำให้มันไม่เหมาะสำหรับการใช้งาน แต่ไม่ได้ส่งผลกระทบต่อเครื่องมืออื่น ๆ (0.6-6 ไมครอน)

การทดสอบที่ยากที่สุดที่รอกล้องโทรทรรศน์เจมส์เวบบ์, - เปิดตัวและการฉีดเข้าสู่วงโคจรที่ต้องการ มันเป็นสถานการณ์เหล่านี้ได้รับการทดสอบและผ่านการประสบความสำเร็จ

การปฏิวัติในด้านวิทยาศาสตร์

หากกล้องโทรทรรศน์เจมส์เวบบ์จะทำงานในโหมดปกติน้ำมันเชื้อเพลิงเพียงพอที่จะให้แน่ใจว่าการทำงานของเขา 2018-2028 นอกจากนี้ยังมีศักยภาพที่มีอยู่สำหรับการเติมน้ำมันเชื้อเพลิงซึ่งจะยืดอายุการใช้กล้องโทรทรรศน์ไปอีกสิบปี เช่นเดียวกับ "ฮับเบิล" ได้รับการดำเนินการมา 25 ปี JWST จะให้รุ่นของคณะวิทยาศาสตร์ ในตุลาคม 2018 จรวด "Ariane 5" จะโคจรในอนาคตของดาราศาสตร์ซึ่งหลังจากกว่า 10 ปีของการทำงานหนักได้รับการทำมาแล้วที่จะเริ่มต้นที่จะแบกผลไม้ กล้องโทรทรรศน์อวกาศในอนาคตเกือบมาถึง