Напълно сглобеният космически телескоп James Webb със своята слънчева защита и „унифицирани палетни конструкции“ (които се сгъват около телескопа за изстрелване) се вижда частично разположени в отворена конфигурация, за да се даде възможност за инсталиране на телескоп.
(Изображение: © НАСА / Крис Гън)
Пол М. Сътър е астрофизик в Държавният университет в Охайо, домакин на Попитайте Космонавт и Космическо радиои автор на „Вашето място във Вселената.„Sutter допринесе за тази статия Гласовете на експертите на Space.com: Op-Ed & Insights.
НАСА Космически телескоп Джеймс Уеб планира се (в момента) да стартира през март 2021 г., след години закъснения и милиарди долари, изразходвани над бюджета. Макар че е лесно да се спори, че цялото това време и пари са били пропилени, тази обсерватория ще бъде премиерният и безспорен шампион по инфрачервени дължини на вълните, предоставяйки ни безпрецедентен достъп до ъглите на Вселената, които понастоящем са недостъпни.
Ако искаме да научим нови неща за всичко - от първите галактики до възможността за живот на други планети, приблизително 9,7 милиарда долара Джеймс Уеб е нашата единствена надежда.
Без почивка
Докато космическият телескоп на Джеймс Уеб („JWST“ за тези, които знаят) е обявен за „наследник“ на историята на НАСА Космически телескоп Хъбъл, това не е така. Хъбълът е преди всичко оптичен телескоп, улавящ дължината на вълната на светлината, подобна на обхвата, която прави човешкото око, и се простира малко по-малко в инфрачервената и ултравиолетовата (UV) част от електромагнитния спектър. По същество Хъбъл е гигантска орбитална космическа очна ябълка, която предоставя зашеметяващи снимки, които бихте могли да видите, ако оптичните ви нерви бяха подобно оборудвани.
Но JWST е различен. Той ще наблюдава изцяло в инфрачервения, едва надрасквайки най-дълбоките възможни червени, които човек може да види. С други думи, JWST ще изучава вселена, която до голяма степен е невидима за човешкия опит.
Една от основните причини, че JWST е проектиран да бъде инфрачервен обхват, е, че инфрачервената астрономия по принцип е много трудно да се направи от повърхността на Земята. Светлинно замърсяване е бандата на астрономите, които се нуждаят от небето си кристално и чисто тъмно, за да направят своите подробни наблюдения и измервания.
А замърсяването с инфрачервена светлина идва от много различни места. По принцип всичко топло. Което всъщност е всичко. Човешките тела генерират 100 вата инфрачервено лъчение. Самата Земя е доста топла, свети силно в инфрачервени ленти. Дори самият телескоп, ако е на стайна температура, свети в инфрачервения.
Не че не можем да направим инфрачервена астрономия от земята, просто е разочароващо трудно.
Следователно, пространство.
Далеч от вкъщи
JWST ще оперира на около 1 милион мили (1,5 милиона километра) от Земята, за да бъде безопасно безопасно далеч от нашата топла, инфрачервена светеща планета. Но дори и все пак, има слънцето да се бори с. Някога седите навън в хубав летен ден, усещайки топлината на слънцето върху кожата си? Да, това е инфрачервено лъчение, изпомпвано от кофата. И дори милион мили от Земята, слънцето все още е малко препечено.
За да се борят с това, дизайнерите на инфрачервени космически телескопи имат няколко възможности. Най-често срещаният избор е да се използва система за активно охлаждане, охлаждане на телескопа до температурите, необходими за правилното наблюдение на инфрачервените дължини на вълните. Това е страхотно и се използва от предишни инфрачервени космически телескопи, но това ограничава живота им. Няма повече охлаждаща течност = няма повече астрономия.
Така вместо JWST ще разгърне гигантски скъп космически чадър, дълъг 72 фута (22 метра) и широк 36 фута (11 м), изработен от пет слоя от изключително отразяващ материал, всеки слой по-тънък от човешката коса. Този масивен "sunshield„ще поддържа самия телескоп в постоянна сянка, някъде на юг от минус 370 градуса по Фаренхайт (минус 223 градуса по Целзий), което е идеално за дължините на инфрачервената вълна, която ще изучава.
Въпреки че, само за забавление, един от инструментите на борда ще бъде охладен с активна охлаждаща система до под минус 433 Fahrenheit (минус 258 C), което ще му позволи да получи някои дори по-дълги инфрачервени дължини на вълната.
Ето науката
Като цяло JWST е масивен. Всъщност той е толкова голям, че не трябва да може да се побере на ракета. Освен гаргантуан слънцезащитното покритие, основното огледало ще бъде с дължина 21 фута (6,5 м), което е далеч по-широко от всеки ракетен обтекател, който се използва в момента. Закачването на огледалото встрани от ракетата не е точно работещо решение, затова вместо интелигентните инженери от НАСА разбили огледалото на 18 по-малки шестоъгълни секции, които ще бъдат прибрани и сгънати в ракетата (заедно със сгънатата нагоре слънцезащита и останалата част от самия телескоп).
Ако всичко върви както трябва, само няколко дни след старта JWST ще се насочи към своята наблюдателна точка, ще се разгърне и ще започне да гледа.
И това, което ще види, ще бъде - и аз не използвам леко тази дума - забележително. Една от основните му мишени ще бъде ранната Вселена, когато нашият космос е бил само на няколкостотин милиона години. Първите звезди и галактики, появили се на космическата сцена, пламнаха ярко във видимия спектър, но през последните 13 милиарда години Вселената се разшири, разпъвайки тази светлина извън видимия обхват и надолу в инфрачервения - точно в сладкото място на дизайнерските параметри на JWST.
Тъй като ние нямаме никакви изображения от епохата на първите звезди и галактики (познати разговорно като "космическа зора") това ще бъде първият ни поглед в тази важна епоха в историята на Космоса.
По-близо до дома, JWST ще изучава всичко готино в Космоса, от протопланетарни дискове около новородени звезди до молекулярни облаци, комети, обекти на пояса на Койпер и други.
И JWST ще използва специализирано устройство за блокиране на светлина от някои далечни звезди, което позволява на обсерваторията да прави снимки на всякакви обекти, обикалящи около тях. екзопланети, Тези планети ще светят в инфрачервения лъч и светлината от тези планети ще бъде модифицирана от химикалите и елементите в тяхната атмосфера, химикали и елементи, които може да са признаци на живот.
От ловец на ЕТ до откривател на космическата зора, JWST със сигурност ще си струва да изчакате.
- Космическият телескоп Джеймс Уеб: космически наследник на Хъбъл
- Къщата, която харчи Бил Пожар Предупреждение за изстрел в космическия телескоп James Webb
- Космическият телескоп Джеймс Уеб пристига в Калифорния за окончателно събрание (снимки)
Научете повече, като слушате епизода "Струва ли чакането на Джеймс Уеб?" в подкаста Ask A Spaceman, достъпен на качи и в мрежата на http://www.askaspaceman.com, Благодарение на @SethDSanders, @hhyech, White I. и Veljo U. за въпросите, довели до това парче! Задайте собствения си въпрос в Twitter, като използвате #AskASpaceman или като следвате Пол @PaulMattSutter и facebook.com/PaulMattSutter.
