James Webb Space Telescope (James Webb Space Telescope): sjósetja dagsetning, búnaður

Með hvern sentímetra op, hvern annan athugunartíma og hver viðbótar atóm atmospherics, fjarri könnun sviði sjónauka, betri, dýpri og skýrari þú munt sjá alheiminn.

25 ára "Hubble"

Þegar sjónaukinn "Hubble" tók til starfa árið 1990, opnaði hún nýtt tímabil í stjörnufræði - pláss. Þurftu ekki lengur að takast á við andrúmsloftið, skýin, eða hafa áhyggjur af raf flökt. Allt sem þarf - er að senda gervihnött á miða til þess að festa og til að safna ljóseindir. Yfir 25 ára rúm sjónauka byrjaði að ná yfir allt raf litróf, sem gerði í fyrsta skipti til að íhuga alheiminn á hverri bylgjulengd ljóssins.

En eins og þekking okkar hefur aukist og aukið skilning okkar á óþekkta. The lengra sem við líta út í alheiminum, því meira sem við sjáum djúpt fortíðina: endanlegt magn af tími síðan Miklahvell, í tengslum við endanlegum hraða ljóssins gefur takmörk á hvað við getum fylgst með. Þar að auki, stækkun á rými sjálft er að vinna á móti okkur, teygja bylgjulengd ljóssins stjarna sem hann ferðast yfir alheiminum augu okkar. Jafnvel Space Telescope "Hubble", sem gefur okkur dýpstu, fegursta myndir af alheiminum sem við höfum nokkru sinni uppgötvað, er takmarkaður í þessu sambandi.

"Hubble" Ókostir

"Hubble" - ótrúlega sjónauka, en það hefur sum grundvallaratriði takmarkanir:

• Bara 2,4 m í þvermál, sem takmarkar hennar upplausn.
• Enda þótt hugsandi hjúpunarefnum, það er stöðugt verða fyrir beinu sólarljósi, sem er hitaður. Þetta þýðir að vegna varma áhrif, að hann getur ekki horft á bylgjulengd ljóssins meira en 1,6 míkron.
• The samsetning af takmörkuðum ljósop og bylgjulengd, sem það er viðkvæmt, sem þýðir að sjónaukinn getur séð vetrarbrautina ekki eldri en 500 milljónum ára.

Þessar vetrarbrautir eru fullkomin, langt fyrir hendi þegar alheimurinn var aðeins um 4% af núverandi aldri sínum. En við vitum að stjörnur og vetrarbrautir verið áður.

Til að sjá það, sjónaukinn ætti að hafa meiri næmni. Þetta þýðir umskipti til lengri bylgjulengdir og lægra hitastig en "Hubble". Það er ástæðan, og skapaði James Webb Space Telescope.

Horfur fyrir vísindi

James Webb Space Telescope (JWST) er hönnuð til að sigrast á þessum takmörkunum er: með 6,5 m breiður sjónauki safnar 7 sinnum meira ljós en "Hubble". Það opnar möguleika á Ultra-hár-einbeitni litrófsgreiningu frá 600 nm til 6 míkron (4 sinnum stærri en bylgjulengd, sem er fær til að sjá "Hubble") til að fylgjast með miðju innrauða svæðinu með meiri næmni en nokkru sinni fyrr. JWST notar óbeinum kælingu á yfirborði hitastig Plútó og er fær um að taka virkan kæla mitt innrauða tæki allt að 7 K. Telescope James Webb mun gera það mögulegt að gera vísindin sem enginn áður en þetta er ekki gert.

Hann mun:

• fylgjast elstu vetrarbrautum myndast;
• sýnileg í gegnum hlutlaus gas rannsaka og fyrsta Star reionization alheimsins;
• framkvæma litrófsgreiningu af fyrstu stjörnurnar (Alþjóða III) myndað eftir Big Bang;
• fá ótrúlega á óvart, eins og uppgötvun fyrstu risasvarthola og dulstirnum í alheiminum.

Level rannsóknir JWST er ekki svipuð og í fortíðinni, og svo sjónaukinn var valið sem flaggskip verkefni 2010s NASA.

vísinda meistaraverk

Frá tæknilegu sjónarmiði, nýja James Webb sjónaukinn er algjör listaverk. Verkefnið hefur samþykkt a langur vegur: það voru fjárhagsáætlun overruns, skipuleggja tafir og hætta Delete verkefnisins. Eftir íhlutun nýja forystu hefur breyst. Verkefnið skyndilega fengið eins klukkur, sjóðir var úthlutað, grein fyrir mistökum, mistök og vandamál, og liðið byrjaði að pakka JWST í öllum skilmálum, báta og fjárhagsáætlun þvingun. The sjósetja er ráð fyrir í október 2018 í eldflaug "Ariane 5". Liðið ekki einungis fylgir áætlun, hún er níu mánuðir eftir til að leyfa hvaða óvæntum aðstæðum sem var allur safnað og tilbúinn fyrir þessa dagsetningu.

James Webb sjónaukinn samanstanda af fjórum hlutum.

sjón eining

Það felur í sér allar spegla, sem áhrifaríkasta átján gilt segmented aðal spegil. Þeir verða notaðar til að safna fjarlæg Starlight og einbeita stjórntækjum sínum til greiningar. Öll þessi speglar eru nú tilbúin og fullkomin, gerði rétt á áætlun. Í lok þingsins munu þeir vera brotin í hönnun til að keyra á milli þeirra meira en 1 milljón km frá jörðinni til L2 Lagrange punkti, og þá sjálfkrafa snúa að mynda honeycomb uppbyggingu, sem í mörg ár mun safna útleið ljós. Það er í raun fallegur hlutur og góðum árangri af Titanic viðleitni margra sérfræðinga.

Farangur nálægt innrautt

"Webb" er útbúinn með fjórum vísinda tóla sem eru tilbúin til 100%. Helsta myndavél er myndavél sjónaukans nálægt IR svið, allt frá sýnilegu ljósi við djúp appelsína-innrauða svæðinu. Það mun veita ótal mynd af elstu stjörnum, yngstu vetrarbrautir sem eru enn í því ferli að myndun, ungu stjörnur Vetrarbrautarinnar og nálægum vetrarbrautum, hundruð nýrra hluta í Kuiper beltinu. Það er hannað fyrir beina hugsanlegur plánetum kringum aðrar stjörnur. Þetta mun vera aðal myndavél, notað af flestum eftirlitsmenn.

Near Infrared Spectrograph

Þetta tól ekki einungis skilur ljósið í einstökum bylgjulengd, en er fær um að gera þetta fyrir meira en 100 einstakra hluta á sama tíma! Þetta tæki er alhliða litrófsritinn "Webb", sem getur starfað í 3 mismunandi fyrirkomulagi litrófsgreiningu. Það var byggt af Evrópu Space Agency, en mörgum hlutum meðal skynjari og multi-loki rafhlaða, hjá Miðstöð Space Flight. Goddard (NASA). Þetta tæki hefur verið samþykkt og er tilbúin til uppsetningar.

Mid-innrautt tæki

Tæki til að nota fyrir breiðband hugsanlegur, þ.e.a.s. þetta verður fengin með ábendingar vegna áhrifamikill mynd með öllum hljóðfæri "Webb". Frá vísindalegu sjónarmiði, væri gagnlegur við mat á efnisskífum diskana í kringum ungar stjörnur, mælingar og visualization með ótal nákvæmni Kuiper Belt hlutum og ryki hitað með stjörnunni. Hann er eini tól með cryogenically kælt 7 K. samanburði við Spitzer geimsjónauka, þetta mun bæta árangur í 100 sinnum.

Samfelld litrófsritinn NIR (NIRISS)

Tækið mun framleiða:

• breiður-litrófsgreiningu í nágrenni við innrauða bylgjulengd svæðinu (1,0-2,5 míkron);
• Grism litrófsgreiningu einn hlut í sýnilegu og innrauðu svið (0,6-3,0 míkron);
• dyljandi-ljósop interferometry á bylgjulengdum í 3.8 - 4,8 míkron (þar sem búist er við fyrstu stjörnurnar og vetrarbrautir);
• breiður-svið könnun öllu sjónsvið.

Þetta tól var búin til af kanadíska Space Agency. Eftir brottför cryogenic prófun hann verður einnig að vera tilbúnir til að fella inn í búnaði skefjum sjónaukans.

sunshield

Space sjónaukar þeir hafa ekki enn skipað. Eitt af mest ógnvekjandi þáttum hvers gangsetning er að nota alveg nýtt efni. Í stað þess að kæla allt geimfar virkir að nota einnota consumable kælimiðils, James Webb sjónaukinn notar alveg nýja tækni - 5-lag sun skjöldur til að dreifa til að endurspegla sól geislun frá sjónaukanum. Fimm 25 feta blöð af titanium stöfunum eru tengdir og sett upp eftir uppsetningu á sjónauka. Vernd hefur verið prófað í 2008 og 2009. Fullur-mælikvarði líkan, sem taka þátt í prófunum á rannsóknarstofu, sem fram fór allt sem þeir þurftu að gera hér á jörðinni. Þetta er falleg nýjung.

Þar að auki, það er einnig ótrúleg hugtak: ekki einfaldlega að loka á ljósið frá sólinni og setja sjónauka í skugga, og gera það þannig að allir hitinn er útgeislun í andstæða átt við stefnumörkun sjónauka. Hver af fimm lögum í lofttæmdum rými verða kalt sem fjarlægð frá utan að vera örlítið hlýrra en hitastigið yfirborð - um 350-360 K. síðast lag hitastigið ætti að falla til 37-40 K, sem er kaldari en yfirborðið á nóttunni Pluto.

Þar að auki eru varúðarráðstafanir til að vernda það frá óhagstæðum umhverfi djúpum pláss. Eitt af því sem að um ræðir hér eru smá pebbles Pebble stærð, sandur, ryk og jafnvel minna um interplanetary pláss fljúga á hraða tugum eða jafnvel hundruðum þúsunda km / klst. Þessi micrometeorites geta prodelyvat pínulítill, smásjá holur í öllu sem þeir lenda: geimfarið, rúm föt, spegla, sjónaukar og margt fleira. Ef spegillinn verður aðeins beyglur eða göt, örlítið draga úr the magn af lausu "góðu ljósi", sól-pallborð geta vera rifið frá brún að brún, sem mun gera allt lagið gagnslaus. Til að berjast gegn þessu fyrirbæri ljómandi hugmynd var notuð.

All sól skjöldur hefur verið skipt upp í hluta þannig að ef það er lítið skarð á einum, tveimur eða jafnvel þremur af þessum, lagið mun ekki rífa frekar, eins og beinbrotum í framrúðu bílsins. Skipting mun halda alla uppbyggingu í heild, það er mikilvægt að koma í veg fyrir niðurbrot.

Geimfar: samkoma og eftirlitskerfi

Það er venjuleg hluti, eins og það er í öllum rúm sjónauka og vísinda verkefnum. Í JWST er einstakt, heldur einnig fullkomlega tilbúinn. Allt sem er eftir er almenn verktaka verkefnisins félagsins Northrop Grumman, - heill skjöld, safna saman sjónauka og stöðva það út. Tækið verður að vera tilbúinn til að byrja í 2 ár.

10 ára uppgötvun

Ef allt gengur vel, mannkynið er á barmi mikill vísindalegar uppgötvanir. The blæja af hlutlausu gasi, sem er enn skyggja yfirlit elstu stjörnum og vetrarbrautum, er leyst innrautt getu "Webb" og gríðarlega ljómi hennar. Þetta verður stærsta, mest viðkvæmt sjónauka með stórum bylgjulengdarbil frá 0,6 til 28 míkron (mönnum auga sér frá 0.4 til 0.7 míkron) af alltaf byggð. Gert er ráð fyrir að veita áratug athuganir.

Samkvæmt NASA, hugtakið "Webb" verkefni verður frá 5,5 til 10 ár. Það er takmarkað við the magn af eldsneyti sem þarf til að viðhalda sporbraut, og rafeindatækni lífi og búnaði í hörðu umhverfi pláss. Svigrúm sjónauka James Webb mun bera stofn eldsneyti fyrir allt 10 ára í senn, og 6 mánuðum eftir sjósetja verður prófað til að tryggja flug, sem tryggir 5 ára vísindastörf.

Hvað gæti farið úrskeiðis?

Helstu takmarkandi þáttur er magn eldsneytis um borð. Þegar það er lokið, gervitungl munu reka burt frá Lagrange punkti L2, kom inn á sem óskipulegur braut mjög nálægt jörðinni.

Þetta dá, getur komið fram og önnur vandræði:

• speglar niðurbrot, sem hafa áhrif á magn safnað ljósi og búa til mynd artifacts, en skemmir ekki frekari starfsemi sjónauka;
• bilun á hlutum eða alls sól skjár, sem mun hækka hitastig á geimfar, og þrengist notaða bylgjulengd svið til mjög nálægt Innrauða sviðinu (2-3 míkron);
• hrun kælingu kerfi tól meðal-IR svið, sem gerir það óhæft til notkunar, en hefur ekki áhrif á aðra verkfæri (0,6 til 6 míkron).

Erfiðasti próf sem bíður James Webb sjónaukinn, - sjósetja og sprauta inn í viðkomandi sporbraut. Það er þessi aðstæður hafa verið prófuð og samþykkt með góðum árangri.

Bylting í vísindum

Ef James Webb sjónaukinn mun vinna í venjulegri stillingu, eldsneyti er nóg til að tryggja að verk hans frá 2018 til 2028. Þar að auki, er hugsanlegt að eldsneyti, sem myndi lengja líf sjónaukans til annars áratugar. Rétt eins og "Hubble" var rekið í 25 ár, JWST myndi tryggja kynslóð byltingarkennd vísindi. Í október 2018 flugeldur "Ariane 5" mun snúast framtíð stjörnufræði, sem, eftir meira en 10 ára vinnu hefur þegar verið gert til að byrja að bera ávöxt. Framundan rúm sjónaukar nánast komin.