Терең космостук арбактар
Кимдир бирөө мындай деди: Хабблдын жаратуучулары Жердин ар бир чоң шаарына эстелик орнотушу керек. Анын эмгеги көп. Мисалы, астрономдор бул телескоптун жардамы менен абдан алыскы UDFj-39546284 галактикасын сүрөткө тартып алышкан. 2011 -жылдын январында окумуштуулар анын мурунку рекордсменге - UDFy -38135539 - 150 миллион жарык жылына жакын жайгашканын аныкташкан. Galaxy UDFj-39546284 бизден 13,4 миллиард жарык жылы. Башкача айтканда, Хаббл 13 миллиард жыл мурун, Биг Бенгден 380 миллион жыл мурун болгон жылдыздарды көргөн. Бул объектилер, балким, узак убакыт бою "тирүү" эмес: биз эчак өлгөн жылдыздардын жана галактикалардын жарыгын гана көрөбүз.
Бирок бардык артыкчылыктары үчүн Хаббл космос телескобу өткөн миң жылдыктын технологиясы: ал 1990 -жылы учурулган. Албетте, бул жылдар аралыгында технология чоң ийгиликтерге жетишти. Эгерде Хаббл телескопу биздин убакта пайда болгондо, анын мүмкүнчүлүктөрү оригиналдуу варианттан ашып түшмөк. Джеймс Уэбб ушундайча пайда болгон.
Эмне үчүн "Джеймс Уэбб" пайдалуу
Жаңы телескоп, ата -бабасына окшоп, орбитадагы инфракызыл обсерватория болуп саналат. Бул анын негизги милдети жылуулук радиациясын изилдөө болот дегенди билдирет. Эске салсак, белгилүү бир температурага чейин ысытылган объекттер инфракызыл спектрде энергия чыгарышат. Толкун узундугу ысытуу температурасына жараша болот: ал канчалык жогору болсо, толкун узундугу ошончолук кыска жана радиация күчтүү болот.
Бирок, телескоптордун ортосунда бир концептуалдык айырма бар. Хаббл Жердин төмөн орбитасында, башкача айтканда, Жерди болжол менен 570 км бийиктикте айланат. Джеймс Уэбб Күн-Жер системасынын L2 Лагранж чекитиндеги гало орбитасына чыгарылат. Ал Күндүн айланасында айланат, жана Хабблдагы абалдан айырмаланып, Жер ага кийлигишпейт. Маселе дароо пайда болот: бир объект Жерден канчалык алыс болсо, аны менен байланышуу ошончолук кыйын, ошондуктан аны жоготуу коркунучу жогору. Ошондуктан, "Джеймс Уэбб" биздин планета менен синхрондошуп жылдыздын айланасында кыймылдайт. Бул учурда телескоптун Жерден алыстыгы Күндөн тескери багытта 1,5 миллион км болот. Салыштыруу үчүн, Жерден Айга чейинки аралык 384,403 км. Башкача айтканда, эгерде Джеймс Уэбб жабдуулары иштен чыкса, анда ал, кыязы, оңдолбой калат (алыстан, олуттуу техникалык чектөөлөрдү киргизет). Демек, келечектүү телескоп ишенимдүү гана эмес, супер ишенимдүү да. Бул жарым -жартылай учуруу күнүн дайыма артка жылдырууга байланыштуу.
Джеймс Уэббдин дагы бир маанилүү айырмасы бар. Жабдуулар ага Хаббл көрө албаган өтө байыркы жана муздак нерселерге топтоого мүмкүнчүлүк берет. Ошентип, биз биринчи жылдыздар, квазарлар, галактикалар, кластерлер жана суперкластерлер качан жана кайда пайда болгонун биле алабыз.
Жаңы телескоп жасай ала турган эң кызыктуу табылгалар экзопланеталар. Тагыраак айтканда, биз алардын тыгыздыгын аныктоо жөнүндө айтып жатабыз, бул биздин алдыбызда кандай объект бар экенин жана мындай планетанын жашоого мүмкүн болорун түшүнүүгө мүмкүндүк берет. Джеймс Уэббдин жардамы менен илимпоздор алыскы планеталардын массасы жана диаметри боюнча маалыматтарды чогултууга үмүттөнүшөт жана бул үй галактикасы жөнүндө жаңы маалыматтарды ачат.
Телескоптун жабдуулары жер бетиндеги температурасы 27 ° Сге чейин болгон муздак экзопланеталарды табууга мүмкүндүк берет (биздин планетанын бетиндеги орточо температура 15 ° С)."Джеймс Уэбб" 12 астрономиялык бирдиктен (башкача айтканда, Жерден Күнгө чейинки аралыктан) жылдыздарынан жана Жерден 15 жарыкка чейинки аралыкта жайгашкан мындай объекттерди таба алат. жылдар. Олуттуу пландар планеталардын атмосферасына тиешелүү. Спитцер жана Хаббл телескоптору жүзгө жакын газ конверттери жөнүндө маалымат чогулта алышты. Адистердин айтымында, жаңы телескоп ар кандай экзопланеталардын кеминде үч жүз атмосферасын изилдей алат.
Өзгөчө белгилей кетүү керек болгон нерсе, Биг Бенгден кийин пайда болгон жылдыздардын биринчи муунун түзүшү керек болгон гипотетикалык типтеги жылдыздардын популяциясын издөө. Илимпоздордун айтымында, булар, албетте, азыр жок болгон, өмүрү кыска болгон өтө оор корифейлер. Бул объектилер классикалык термоядролук реакцияга керектүү көмүртектин жоктугунан чоң массага ээ болгон, анда оор суутек жеңил гелийге, ашыкча массасы энергияга айланат. Мунун баарына кошумча, жаңы телескоп астрономия үчүн дагы абдан маанилүү болгон жылдыздар төрөлгөн мурда изилденбеген жерлерди деталдуу изилдей алат.
- Эң байыркы галактикаларды издөө жана изилдөө;
- Жерге окшош экзопланеталарды издөө;
- үчүнчү типтеги жылдыз популяциясын аныктоо;
- "Жылдыздуу бешиктерди" изилдөө
Дизайн өзгөчөлүктөрү
Аппарат америкалык эки компания - Northrop Grumman жана Bell Aerospace тарабынан иштелип чыккан. Джеймс Уэбб космос телескопу - инженериянын шедеври. Жаңы телескоптун салмагы 6, 2 тоннаны түзөт - салыштыруу үчүн, Хабблдын массасы 11 тоннаны түзөт. Бирок эски телескопту көлөмү боюнча жүк ташуучу унаага салыштырууга болот, анда жаңысын теннис кортуна салыштырууга болот. Анын узундугу 20 мге жетет, бийиктиги үч кабаттуу имараттын бийиктигине барабар. Джеймс Уэбб космос телескопунун эң чоң бөлүгү - чоң күн калканы. Бул полимердик пленкадан жасалган бүт структуранын негизи. Бир жагынан алюминийдин жука катмары менен капталган, экинчи жагынан - металл кремний.
Күндүн калканы бир нече катмардан турат. Алардын ортосундагы боштуктар боштук менен толтурулат. Бул жабдууларды "ысык соккудан" коргоо үчүн керек. Бул ыкма ультра сезгич матрицаларды –220 ° C чейин муздатууга мүмкүндүк берет, бул алыскы объекттерди байкоодо абдан маанилүү. Чындыгында, кемчиликсиз сенсорлорго карабастан, алар "Джеймс Уэббдун" башка "ысык" деталдарынан улам объектилерди көрө алышкан эмес.
Структуранын борборунда чоң күзгү турат. Бул жарыктын нурларын фокустоо үчүн керек болгон "үстүнкү структура" - күзгү аларды түздөп, ачык сүрөттү түзөт. Джеймс Уэбб телескопунун башкы күзгүсүнүн диаметри 6,5 мди түзөт, ал 18 блокту камтыйт: учуруучу аппаратты учуруу учурунда бул сегменттер компакт формада болот жана космос аппараты орбитага киргенден кийин гана ачылат. Ар бир сегментте жеткиликтүү мейкиндикти мыкты пайдалануу үчүн алты бурч бар. Ал эми күзгүнүн тегеректелген формасы жарыкты детекторлорго эң жакшы багыттоого мүмкүндүк берет.
Күзгүнү өндүрүү үчүн бериллий тандалган - ачык боз түстөгү салыштырмалуу катуу металл, ал башка нерселер менен бирге жогорку наркы менен мүнөздөлөт. Бул тандоонун артыкчылыктарынын арасында бериллий өтө төмөн температурада да формасын сактап калганы чындыкты туура чогултуу үчүн абдан маанилүү.
Илимий аспаптар
Келечектүү телескопту карап чыгуу, эгерде биз анын негизги инструменттерине көңүл бурбасак, толук болмок эмес:
MIRI. Бул орто инфракызыл аппарат. Ага камера жана спектрограф кирет. MIRI мышьяк-кремний детекторлорунун бир нече массивдерин камтыйт. Бул аппараттын сенсорлорунун жардамы менен астрономдор алыскы объекттердин: жылдыздардын, галактикалардын, ал тургай кичинекей кометалардын кызыл жылышын карап көрүүгө үмүттөнүшөт. Космологиялык кызыл жылыш нурлануу жыштыгынын төмөндөшү деп аталат, бул Ааламдын кеңейишине байланыштуу булактардын бири -биринен динамикалык алыстыгы менен түшүндүрүлөт. Эң кызыгы, бул тигил же бул алыскы объектти оңдоо жөнүндө эмес, анын касиеттери жөнүндө көп маалымат алуу.
NIRCam, же инфракызыл камеранын жанында, телескоптун негизги сүрөт бирдиги. NIRCam-сымап-кадмий-теллур сенсорлорунун комплекси. NIRCam аппараттын иштөө диапазону 0,6-5 микрон. NIRCam кандай сырларды ачууга жардам берерин элестетүү да кыйын. Илимпоздор, мисалы, гравитациялык линзирование деп аталган ыкманы колдонуп, караңгы заттын картасын түзүүнү каалашат, б.а. жакын жердеги электромагниттик нурлануунун траекториясынын кыйшыгы менен байкалган, гравитациялык талаасы боюнча караңгы заттардын уюп калышын табуу.
NIRSpec. Жакынкы инфракызыл спектрографсыз астрономиялык объекттердин физикалык касиеттерин, масса же химиялык курамды аныктоо мүмкүн эмес. NIRSpec толкун узундугунун 1-5 мкм диапазонунда орто чечилиш спектроскопиясын жана 0,6-5 мкм толкун узундугу менен төмөн чечилиш спектроскопиясын камсыздай алат. Аппарат керексиз нурланууну "фильтрлеп", конкреттүү объекттерге көңүл бурууга мүмкүндүк берген, жекече көзөмөлү бар көптөгөн клеткалардан турат.
FGS / NIRISS. Бул тактыкты көздөгөн сенсордон жана жуксуз спектрограф менен жакынкы инфракызылдан иштетүүчү аппараттан турган жуп. Так багыттоочу сенсордун (FGS) жардамы менен телескоп мүмкүн болушунча так фокустай алат жана NIRISSтин жардамы менен илимпоздор телескоптун биринчи орбиталдык сыноолорун өткөрүүгө ниеттенишүүдө, бул анын абалы жөнүндө жалпы түшүнүк берет.. Ошондой эле, сүрөт тартуу аппараты алыскы планеталарды байкоодо маанилүү роль ойнойт деп ишенишет.
Формалдуу түрдө алар телескопту беш жылдан он жылга чейин иштетүүнү көздөшүүдө. Бирок, практика көрсөткөндөй, бул мөөнөт белгисиз мөөнөткө узартылышы мүмкүн. Ал эми "Джеймс Уэбб" бизге эч ким ойлогондон алда канча пайдалуу жана жөн гана кызыктуу маалыматтарды бере алат. Анын үстүнө, азыр "Жеймс Уэббдин" ордуна кандай "желмогуз" келерин жана анын курулушу канча турарын элестетүү да мүмкүн эмес.
Кайра 2018 -жылдын жазында долбоордун баасы элестетилбеген 9,66 миллиард долларга чейин көтөрүлгөн. Салыштыруу үчүн НАСАнын жылдык бюджети болжол менен 20 миллиард долларды түзөт, ал эми Хабблдын курулушу учурунда 2,5 миллиард долларга бааланган. Башкача айтканда Джеймс Уэбб буга чейин эң кымбат телескоп жана космосту изилдөө тарыхындагы эң кымбат долбоорлордун бири катары тарыхта калган. Бир гана Ай программасы, Эл аралык космос станциясы, челноктор жана GPSтин глобалдык жайгашуу системасы кымбатыраак. Бирок, "Джеймс Уэббдин" алдыда баары бар: анын баасы дагы көтөрүлүшү мүмкүн. Анын курулушуна 17 өлкөнүн эксперттери катышканы менен, каржылоонун эң чоң үлүшү дагы деле АКШнын мойнунда. Кыязы, бул мындан ары да ушундай болот.
