Minsan may nagsabi: ang mga tagalikha ng Hubble ay kailangang magtayo ng isang bantayog sa bawat pangunahing lungsod sa Lupa. Marami siyang merito. Halimbawa, sa tulong ng teleskopyo na ito, nakunan ng larawan ang mga astronomo ng napakalayong kalawakan na UDFj-39546284. Noong Enero 2011, nalaman ng mga siyentista na matatagpuan ito nang higit pa kaysa sa dating may hawak ng record - UDFy-38135539 - ng halos 150 milyong magaan na taon. Ang Galaxy UDFj-39546284 ay 13.4 bilyong ilaw na taon ang layo mula sa amin. Iyon ay, nakita ng Hubble ang mga bituin na mayroon nang higit sa 13 bilyong taon na ang nakalilipas, 380 milyong taon pagkatapos ng Big Bang. Ang mga bagay na ito ay marahil ay "hindi nabubuhay" nang mahabang panahon: ang ilaw lamang ng mga patay na bituin at kalawakan ang nakikita natin.
Ngunit para sa lahat ng mga merito, ang Hubble Space Telescope ay ang teknolohiya ng nakaraang milenyo: ito ay inilunsad noong 1990. Siyempre, ang teknolohiya ay gumawa ng mahusay na mga hakbang sa paglipas ng mga taon. Kung ang Hubble teleskopyo ay lumitaw sa ating panahon, ang mga kakayahan nito ay malampasan ang orihinal na bersyon sa isang malaking paraan. Ganito nagmula si James Webb.
Bakit kapaki-pakinabang ang "James Webb"
Ang bagong teleskopyo, tulad ng ninuno nito, ay isa ring orbiting infrared observatory. Nangangahulugan ito na ang kanyang pangunahing gawain ay ang pag-aralan ang thermal radiation. Alalahanin na ang mga bagay na pinainit sa isang tiyak na temperatura ay naglalabas ng enerhiya sa infrared spectrum. Ang haba ng daluyong ay depende sa temperatura ng pag-init: mas mataas ito, mas maikli ang haba ng haba ng daluyong at mas matindi ang radiation.
Gayunpaman, mayroong isang konseptwal na pagkakaiba sa pagitan ng mga teleskopyo. Ang Hubble ay nasa mababang Earth orbit, iyon ay, umiikot ito sa Earth sa taas na humigit-kumulang 570 km. Si James Webb ay ilulunsad sa isang orbit ng halo sa L2 Lagrange point ng sistema ng Sun-Earth. Umiikot ito sa Araw, at, hindi tulad ng sitwasyon sa Hubble, ang Earth ay hindi makagambala dito. Agad na lumitaw ang problema: mas malayo ang isang bagay ay mula sa Earth, mas mahirap ito makipag-ugnay dito, samakatuwid, mas mataas ang peligro na mawala ito. Samakatuwid, ang "James Webb" ay lilipat sa paligid ng bituin na naka-sync sa ating planeta. Sa kasong ito, ang distansya ng teleskopyo mula sa Daigdig ay magiging 1.5 milyon km sa kabaligtaran na direksyon mula sa Araw. Para sa paghahambing, ang distansya mula sa Earth to the Moon ay 384,403 km. Iyon ay, kung nabigo ang kagamitan ng James Webb, malamang na mabigo itong maayos (maliban sa malayo, na nagpapataw ng mga seryosong limitasyong panteknikal). Samakatuwid, ang isang promising teleskopyo ay ginawa hindi lamang maaasahan, ngunit sobrang maaasahan. Bahagi ito dahil sa patuloy na pagpapaliban ng petsa ng paglulunsad.
Si James Webb ay may isa pang mahalagang pagkakaiba. Papayagan siya ng kagamitan na mag-concentrate sa napaka sinaunang at malamig na mga bagay na hindi nakikita ni Hubble. Sa ganitong paraan malalaman natin kung kailan at saan lumitaw ang mga unang bituin, quasa, galaxy, kumpol at superclusters ng mga kalawakan.
Ang pinaka-kagiliw-giliw na mga nahahanap na maaaring gawin ng bagong teleskopyo ay mga exoplanet. Upang maging mas tumpak, pinag-uusapan natin ang tungkol sa pagtukoy ng kanilang density, na magbibigay-daan sa amin upang maunawaan kung anong uri ng bagay ang nasa harap namin at kung ang naturang planeta ay maaaring maging posible na ma-tirahan. Sa tulong ni James Webb, inaasahan din ng mga siyentista na mangolekta ng data sa masa at diametro ng mga malalayong planeta, at magbubukas ito ng bagong data tungkol sa home galaxy.
Papayagan ng kagamitan ng teleskopyo ang pagtuklas ng mga malamig na exoplanet na may temperatura sa ibabaw hanggang sa 27 ° C (ang average na temperatura sa ibabaw ng ating planeta ay 15 ° C). Ang "James Webb" ay makakahanap ng mga nasabing bagay na matatagpuan sa distansya na higit sa 12 mga unit ng astronomiya (iyon ay, ang distansya mula sa Earth hanggang sa Araw) mula sa kanilang mga bituin at malayo mula sa Earth sa layo na hanggang sa 15 ilaw taon. Seryosong mga plano alalahanin ang kapaligiran ng mga planeta. Ang Spitzer at Hubble teleskopyo ay nakolekta ang impormasyon tungkol sa halos isang daang mga sobre ng gas. Ayon sa mga eksperto, ang bagong teleskopyo ay magagawang tuklasin ang hindi bababa sa tatlong daang mga atmospheres ng iba't ibang mga exoplanet.
Ang isang hiwalay na puntong nagkakahalaga ng pag-highlight ay ang paghahanap para sa hipotesis na uri III na mga bituin na bituin, na dapat bumubuo sa unang henerasyon ng mga bituin na lumitaw pagkatapos ng Big Bang. Ayon sa mga siyentista, ang mga ito ay napakahirap na mga ilaw na may maikling buhay, na, syempre, wala na. Ang mga bagay na ito ay nagkaroon ng isang malaking masa dahil sa kakulangan ng carbon na kinakailangan para sa klasikong reaksyon ng thermonuclear, kung saan ang mabibigat na hydrogen ay ginawang light helium, at ang labis na masa ay ginawang enerhiya. Bilang karagdagan sa lahat ng ito, ang bagong teleskopyo ay magagawang mag-aral nang detalyado sa mga dati nang hindi nasaliksik na mga lugar kung saan ipinanganak ang mga bituin, na napakahalaga rin para sa astronomiya.
- Paghahanap at pag-aaral ng pinaka sinaunang mga kalawakan;
- Paghahanap para sa mga exoplanet na tulad ng lupa;
- Pagtuklas ng mga bituin na populasyon ng pangatlong uri;
- Paggalugad ng "star cradles"
Mga tampok sa disenyo
Ang aparato ay binuo ng dalawang kumpanya ng Amerika - Northrop Grumman at Bell Aerospace. Ang James Webb Space Telescope ay isang obra maestra ng engineering. Ang bagong teleskopyo ay may bigat na 6, 2 tonelada - para sa paghahambing, ang Hubble ay may bigat na 11 tonelada. Ngunit kung ang dating teleskopyo ay maihahambing sa laki sa isang trak, kung gayon ang bago ay maihahambing sa isang tennis court. Ang haba nito ay umabot sa 20 m, at ang taas nito ay pareho sa isang tatlong palapag na gusali. Ang pinakamalaking bahagi ng James Webb Space Telescope ay isang malaking sun Shield. Ito ang batayan ng buong istraktura, nilikha mula sa isang polymer film. Sa isang gilid ito ay natatakpan ng isang manipis na layer ng aluminyo, at sa kabilang panig - metalikong silikon.
Ang sun protection ay maraming mga layer. Ang mga walang bisa sa pagitan nila ay puno ng vacuum. Ito ay kinakailangan upang maprotektahan ang kagamitan mula sa "heatstroke". Pinapayagan ng pamamaraang ito ang isa upang palamig ang mga ultrasensitive matrices hanggang sa –220 ° C, na napakahalaga pagdating sa pagmamasid sa malalayong bagay. Ang totoo, sa kabila ng mga perpektong sensor, hindi sila nakakakita ng mga bagay dahil sa ibang "mainit" na mga detalye ng "James Webb".
Sa gitna ng istraktura ay isang malaking salamin. Ito ay isang "superstructure" na kinakailangan upang ituon ang mga sinag ng ilaw - ang salamin ay tumatuwid sa kanila, lumilikha ng isang malinaw na larawan. Ang diameter ng pangunahing salamin ng teleskopyo ng James Webb ay 6.5 m. Kabilang dito ang 18 mga bloke: sa panahon ng paglulunsad ng sasakyan sa paglunsad, ang mga segment na ito ay nasa isang compact form at bubuksan lamang pagkatapos pumasok ang spacecraft sa orbit. Ang bawat segment ay may anim na sulok upang masulit ang magagamit na magagamit na puwang. At ang bilugan na hugis ng salamin ay nagbibigay-daan para sa pinakamahusay na pagtuon ng ilaw sa mga detector.
Para sa paggawa ng salamin, napili ang beryllium - isang medyo matigas na metal ng light grey na kulay, na, bukod sa iba pang mga bagay, ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang mataas na gastos. Kabilang sa mga pakinabang ng pagpipiliang ito ay ang katunayan na ang beryllium ay nagpapanatili ng hugis nito kahit sa napakababang temperatura, na napakahalaga para sa tamang koleksyon ng impormasyon.
Mga Instrumentong Pang-Agham
Ang pagsusuri ng isang nangangako na teleskopyo ay hindi kumpleto kung hindi kami nakatuon sa pangunahing mga instrumento nito:
MIRI. Ito ay isang mid-infrared na aparato. May kasama itong camera at isang spectrograph. Ang MIRI ay nagsasama ng maraming mga arrays ng arsenic-silicon detector. Salamat sa mga sensor ng aparatong ito, inaasahan ng mga astronomo na isaalang-alang ang redshift ng mga malalayong bagay: mga bituin, kalawakan at kahit na maliit na kometa. Ang cosmological redshift ay tinatawag na pagbawas sa mga frequency ng radiation, na ipinaliwanag ng dinamikong distansya ng mga mapagkukunan mula sa bawat isa dahil sa paglawak ng Uniberso. Ano ang pinaka-kagiliw-giliw na ito ay hindi lamang tungkol sa pag-aayos ng ito o ng remote na bagay, ngunit tungkol sa pagkuha ng isang malaking halaga ng data tungkol sa mga pag-aari nito.
Ang NIRCam, o malapit sa infrared camera, ang pangunahing yunit ng imaging ng teleskopyo. Ang NIRCam ay isang kumplikadong sensor ng mercury-cadmium-Tellurium. Ang hanay ng pagtatrabaho ng aparato ng NIRCam ay 0.6-5 microns. Mahirap na isipin kung anong mga lihim ang makakatulong upang malutas ang NIRCam. Halimbawa, nais ng mga siyentista na gamitin ito upang lumikha ng isang mapa ng madilim na bagay gamit ang tinaguriang paraan ng gravitational lensing, ibig sabihin paghahanap ng mga clots ng madilim na bagay sa pamamagitan ng kanilang gravitational field, kapansin-pansin ng kurbada ng tilapon ng kalapit na electromagnetic radiation.
NIRSpec. Kung walang malapit na infrared na spectrograph, imposibleng matukoy ang mga katangiang pisikal ng mga astronomical na bagay, tulad ng komposisyon ng masa o kemikal. Maaaring magbigay ang NIRSpec ng medium spectroscopy ng resolusyon sa saklaw ng haba ng haba na 36 μm at mababang spectroscopy ng mababang resolusyon na may 0.6-5 μm haba ng daluyong. Ang aparato ay binubuo ng maraming mga cell na may indibidwal na kontrol, na nagbibigay-daan sa iyo upang tumutok sa mga tukoy na bagay, "pagsala" na hindi kinakailangang radiation.
FGS / NIRISS. Ito ay isang pares na binubuo ng isang eksaktong tumutukoy na sensor at isang malapit sa infrared imaging aparato na may isang slitless spectrograph. Salamat sa eksaktong gabay ng sensor (FGS), ang teleskopyo ay maaaring tumuon nang tumpak hangga't maaari, at salamat sa NIRISS, balak ng mga siyentista na magsagawa ng unang mga pagsubok sa orbital ng teleskopyo, na magbibigay ng isang pangkalahatang ideya ng kalagayan nito. Pinaniniwalaan din na ang aparato ng imaging ay may mahalagang papel sa pagmamasid sa malalayong mga planeta.
Pormal, nilalayon nilang patakbuhin ang teleskopyo sa loob ng lima hanggang sampung taon. Gayunpaman, tulad ng ipinapakita na kasanayan, ang panahong ito ay maaaring pahabain nang walang katiyakan. At ang "James Webb" ay maaaring magbigay sa amin ng higit na kapaki-pakinabang at simpleng kawili-wiling impormasyon kaysa sa maisip ng sinuman. Bukod dito, ngayon imposibleng isipin kung anong uri ng "halimaw" ang papalit sa "James Webb", at kung magkano ang gastos sa konstruksyon nito.
Bumalik sa tagsibol ng 2018, ang presyo ng proyekto ay tumaas sa isang hindi maiisip na $ 9.66 bilyon. Bilang paghahambing, ang taunang badyet ng NASA ay humigit-kumulang na $ 20 bilyon, at ang Hubble sa oras ng pagtatayo ay nagkakahalaga ng $ 2.5 bilyon. Sa madaling salita, Si James Webb ay bumaba na sa kasaysayan bilang pinakamahal na teleskopyo at isa sa pinakamahal na proyekto sa kasaysayan ng paggalugad sa kalawakan. Ang programang lunar lamang, ang International Space Station, ang mga shuttle at ang GPS na pandaigdigang sistema ng pagpoposisyon ang nagkakahalaga ng higit pa. Gayunpaman, ang "James Webb" ay mayroong lahat sa unahan: ang presyo nito ay maaaring tumaas nang higit pa. At bagaman ang mga eksperto mula sa 17 mga bansa ay lumahok sa pagtatayo nito, ang bahagi ng leon ng pagpopondo ay nakasalalay pa rin sa balikat ng Estados Unidos. Marahil, magpapatuloy ito.
