Vesoljski teleskop James Webb (James Webb Space Telescope): začetek dneva, oprema

Z vsakim dodatnim centimeter odprtine, vsako dodatno drugem opazovanem obdobju in vsak dodaten atom Atmosferski, daljinsko iz raziskave polje teleskop, boljše, globlje in bolj jasno boste videli vesolje.

25 let "Hubble"

Ko teleskop "Hubble" je začel delovati leta 1990, je odprl novo obdobje v astronomiji - prostor. Ni imela več ukvarjati z ozračju, oblaki, ali skrbeti za elektromagnetno utripanja. Vse, kar je potrebno - je, da se uporabi satelita na cilj, da se stabilizira in zbiranje fotonov. Več kot 25 let vesoljskih teleskopov začel pokrivati celoten elektromagnetni spekter, ki je dovoljeno za prvič, da razmisli vesolje na vsaki valovni dolžini svetlobe.

Toda, kot je naše znanje povečalo, in poveča naše razumevanje v neznano. Nadalje pogledamo v vesolje, bolj vidimo globoko preteklost: končno količino časa, saj Big Bang, v povezavi s končno hitrostjo svetlobe določa mejo, kar lahko opazimo. Poleg tega je širitev prostora sama deluje proti nam, ki se razteza na valovno dolžino svetlobe zvezd, kot potuje po vesolju z našimi očmi. Tudi vesoljski teleskop "Hubble", ki nam daje najgloblja, najbolj spektakularnih podobe vesolja, ki smo jih kdajkoli odkrili, je omejena v zvezi s tem.

"Hubble" Slabosti

"Hubble" - neverjetno teleskop, vendar ima nekatere temeljne omejitve:

• Samo 2,4 m premera, ki omejuje njegovo resolucijo.
• Čeprav odbojni plašč materialov, je stalno izpostavljena neposredni sončni svetlobi, ki se segreva. To pomeni, da zaradi toplotnih vplivov, ne more gledati na valovno dolžino svetlobe več kot 1,6 mikronov.
• Kombinacija omejeno zaslonke in valovne dolžine, na katere je občutljiv, kar pomeni, da lahko teleskop videti NO Galaxy več kot 500 milijonov let.

Te galaksije so kot nalašč, če je obstajala, ko je bilo vesolje staro le okoli 4% od sedanje starosti. Vemo pa, da zvezde in galaksije pred obstajala.

Če si želite ogledati to, teleskop bi moral imeti večjo občutljivost. To pomeni, da je prehod na daljših valovnih dolžin in nižje temperature, kot je "Hubble". To je razlog, zakaj, in ustvaril Vesoljski teleskop James Webb.

Obeti za znanost

Vesoljski teleskop James Webb (JWST), ki je zasnovan tako, da premagati te omejitve je: z 6,5 m premera teleskop zbere 7-krat več svetlobe kot je "Hubble". To odpira možnost ultra visoke ločljivosti spektroskopijo od 600 nm do 6 mikronov (4-krat večja od valovne dolžine, ki je sposoben za prikaz "Hubble") za opazovanje srednji infrardečem območju z višjo občutljivost kot prej. JWST uporablja pasivno hlajenje s površinsko temperaturo Plutona in je sposoben aktivno hlajenje srednje infrardeče naprave do 7 K. teleskop James Webb bo mogoče storiti, znanost kot nihče pred tem ni bilo storjeno.

On bo:

• opazujejo najzgodnejše galaksije doslej oblikovane;
• viden skozi sondo nevtralnega plina in prvim zvezda reionization vesolju;
• izvesti spektroskopsko analizo prvih zvezd (prebivalstva III), ki nastanejo po velikem poku;
• dobili neverjetno presenečenj, kot je odkritje prvih črnih lukenj in kvazarjih v vesolju.

raziskave na ravni JWST ni podobna kot v preteklosti, zato je teleskop izbrana kot 2010s vodilni misije Nasinih.

znanstveno mojstrovina

S tehničnega vidika je novi James Webb teleskop je prava umetnina. Projekt je opravil dolgo pot: tam so bili proračunski presežki, zamude urnik in tveganje odpovedi projekta. Po posredovanju novega vodstva se je spremenila. Projekt je nenadoma dobil kot ure, so bila dodeljena sredstva, predstavljali napak, napak in težav, in ekipa je začela pakiranje JWST v vseh pogojih, seznamih in proračunskih omejitev. Izstrelitev je predvidena za oktober 2018 v raketi "Ariane 5". Ekipa ne le sledi urnik, ima devet mesecev pustili, da bi za vse nepričakovane situacije, ki je vse zbrane in pripravljene za ta dan.

James Webb teleskop je sestavljen iz štirih glavnih delov.

optična enota

To vključuje vse ogledal, od katerih je najbolj učinkovita osemnajst gilt segmentirane glavno ogledalo. Ti se bodo uporabljali za zbiranje oddaljen meglici in se osredotočiti svoje instrumente za analizo. Vsi ti ogledala so sedaj pripravljeni in popolna, je prav na urniku. Na koncu sklopa bodo zložena v kompaktno obliko, ki se izvaja na razdalji več kot 1 milijon kilometrov od Zemlje do točke L2 Lagrange, in nato samodejno vklopil, da tvori satasto strukturo, ki že več let zbira Outbound svetlobo. To je res lepa stvar in uspešen izid prizadevanj Titanika mnogih strokovnjakov.

Prtljaga bližini infrardeče

"Webb" je opremljen s štirimi znanstvene instrumente, ki so pripravljeni za 100%. Glavna kamera je kamera teleskopa blizu IR območju od vidne svetlobe do temno oranžno-infrardečem območju. To bo doslej sliko prvih zvezd, najmlajši galaksije, ki so še vedno v procesu nastajanja, mladih zvezd Rimske ceste in sosednjih galaksij, na stotine novih objektov v Kuiperjevem pasu. To je optimizirana za neposredno slikanje planetov okoli drugih zvezd. To bo glavna kamera, ki jo večina opazovalcev uporablja.

Near Infrared spektrografom

To orodje ne samo ločuje svetlobo v posameznih valovnih dolžinah, vendar je lahko to za več kot 100 posameznih objektov ob istem času! Ta naprava je univerzalna spectrograph "Webb", ki lahko deluje v 3 različnih režimov spektroskopijo. To je bila zgrajena z Evropsko vesoljsko agencijo, pa številne komponente, vključno z detektorji in multi-ventilski baterije, ki jih je Center za vesoljski polet. Goddard (NASA). Ta naprava je bila testirana in je pripravljena za montažo.

Mid-infrardeče instrument

Naprava, ki se uporablja za širokopasovni slikanje, to pa bo dosežena prek najbolj impresivno podobo z vsemi instrumenti "Webb". Z znanstvenega vidika, bi bilo najbolj koristno pri merjenju protoplanetarne diskov okoli mlade zvezde, merjenje in vizualizacija z neprimerljivo natančnost objektov Kuiperjevega pasu in prah segreva zvezd. On je samo orodje, s kriogensko ohlajene na 7 K. V primerjavi z vesoljskega teleskopa Spitzer, bo to izboljšalo rezultate v 100-krat.

Brez premora spectrograph NIR (NIRISS)

Naprava bo pripravila:

• širokega spektroskopijo v bližnjem infrardečem območju valovnih dolžin (1,0-2,5 mikronov);
• Grism spektroskopija en predmet v vidnem in infrardečem območju (0,6-3,0 mikronov);
• maskiranje odprtine Interferometrija pri valovnih dolžinah 3,8 - 4,8 mikronov (kjer pričakuje prve zvezde in galaksije);
• Raziskava široko paleto celotnega vidnega polja.

To orodje je ustvaril kanadski vesoljska agencija. Po opravljenem kriogenega testiranje bo tudi pripravljena vključiti v predel opreme teleskopa.

pred soncem

Vesoljske teleskopi še niso imenovani. Eden od najbolj zastrašujočih vidikov vsakem zagonu je uporaba povsem nov material. Namesto hlajenja celotno vesoljska plovila dejavno uporablja odstranljivi potrošni hladivo, James Webb teleskop uporabili povsem novo tehnologijo - 5-slojni ned ščit, ki se razporedi, da odraža sončnega sevanja iz teleskopa. Pet 25-foot liste titana palice so povezani in nameščeni po razporeditvi teleskopa. Zaščita je bila testirana v letih 2008 in 2009. Modeli v polnem obsegu, ki sodelujejo v laboratorijskih testih, izvedla vse, kar so morali storiti tukaj na Zemlji. To je lepa novost.

Poleg tega, da je prav neverjetna koncept: ne le, da blokira svetlobo od sonca in dal teleskop v senci, in da je tako, da je vsa toplota oddaja v nasprotni smeri na usmeritev teleskopa. Vsaka od petih plasti v vakuumskem prostoru bo postala hladna kot razdalja od zunaj nekoliko toplejši kot površinsko temperaturo - okoli 350-360 K. Temperatura zadnjo plast pade na 37-40 K, ki je hladnejša od površine ponoči Pluton.

Poleg tega so pomembne varnostne ukrepe za zaščito od škodljivega okolja vesolje. Ena od stvari, ki jih je treba zadevne tukaj so drobni kamenčki velikost prod, pesek, prah in še manj skozi medplanetarni prostor, ki pluje s hitrostjo deset ali celo več sto tisoč km / h. Te micrometeorites lahko prodelyvat majhne, mikroskopske luknje v vse, s katerimi se srečujejo: vesoljska plovila, vesoljske obleke, ogledala, teleskopi in še veliko več. Če bo ogledalo imajo le udrtine ali luknje, nekoliko zmanjšati količino razpoložljivih "dobri luči", solarno ploščo lahko raztrgano od roba do roba, ki bo celotno plast neuporabna. Za boj proti temu pojavu je bila uporabljena briljantno idejo.

Vse sončna ščit je razdeljen v odseke, tako da, če je majhna reža na enem, dveh ali celo treh od teh plasti ne bo nadalje solza, kot zlom v vetrobransko steklo avtomobila. Ločevanje bo vodila celotno strukturo celote, je pomembno, da se prepreči poslabšanje.

Vesoljsko plovilo: skupščina in nadzorni sistem

To je navadna komponenta, saj je v vseh vesoljskih teleskopov in znanstvenih misij. V JWST je edinstven, ampak tudi v celoti pripravljena. Vse, kar je ostalo, je glavnega izvajalca projekta podjetja Northrop Grumman, - popolna ščit, zbere teleskop in ga preverite. Naprava bo pripravljen za začetek v 2 letih.

10 let od odkritja

Če bo šlo vse dobro, človeštvo je na robu velikih znanstvenih odkritij. Tančica nevtralnega plina, ki je še vedno v senci pregled prvih zvezd in galaksij, je odpravljena infrardeče zmogljivosti "Webb" in zelo velike svetilnosti. To bo največja, najbolj občutljivi teleskop z veliko valovnih dolžinah od 0,6 do 28 mikronov (človeško oko vidi od 0,4 do 0,7 mikronov) od kdaj koli zgrajen. Pričakovati je, da se zagotovi desetletje pripomb.

Po NASA, bo izraz poslanstvo "Webb" je od 5,5 do 10 let. To je omejena na količino goriva, potrebnega za vzdrževanje orbito, in elektronike življenja in opreme v slabo okolje prostora. Orbitalne teleskop James Webb bo izvedla zalogo goriva za celotno 10-let in 6 mesecev po začetku bodo testirali za zagotovitev let, ki zagotavlja 5 let znanstvenega dela.

Kaj bi lahko šlo narobe?

Glavni omejitveni dejavnik je količina goriva na krovu. Ko je končal, se bo satelit odmik od točke L2 Lagrange, ki prihajajo na kot kaotično orbiti zelo blizu Zemlje.

To koma, se lahko zgodi in druge težave:

• ogledala degradacijo, ki vplivajo na višino zbranih svetlobe in ustvari slike predmetov, vendar ne poškodujejo nadaljnje delovanje teleskopa;
• izpad dela ali celotne sončne zaslon, ki bo dvig temperature vesoljskega plovila in zožuje uporabljeno območje valovnih dolžin zelo blizu infrardeče območje (2-3 mikronov);
• Sistem za orodje crash hladilne srednjega IR spekter, zaradi česar niso primerni za uporabo, vendar pa ne vpliva na druge načine (0,6 do 6 mikronov).

Najtežje test, ki čaka James Webb teleskop, - začetek in injekcijo v želeno orbito. To je ti primeri so bili testirani in uspešno opravili.

Revolucija v znanosti

Če se bo James Webb teleskop deluje v običajnem načinu, goriva je dovolj, da se zagotovi, da je njegovo delo od leta 2018 do 2028. Poleg tega obstaja možnost za dolivanje goriva, ki bi podaljšali življenjsko dobo teleskopa na drugo desetletje. Tako kot je obratoval "Hubble" za 25 let, bi JWST zagotoviti generacijo revolucionarnega znanosti. V oktobru bo 2018 raketa "Ariane 5" krožijo prihodnost astronomije, ki je, potem ko je že bilo storjeno več kot 10 let trdega dela, da začne prinašati rezultate. Prihodnje vesoljskih teleskopov skoraj prišla.