James Webb Space Telescope (James Webb Space Telescope): dyddiad lansio, offer

Gyda phob agorfa ychwanegol centimetr, pob cyfnod ail arsylwi ychwanegol ac mae pob atmospherics atom ychwanegol, bell o'r telesgop arolwg maes, yn well, yn ddyfnach ac yn gliriach i chi yn gweld y bydysawd.

25 mlynedd o "Hubble"

Pan ddechreuodd y telesgop "Hubble" yn gweithredu yn 1990, agorodd oes newydd mewn seryddiaeth - gofod. Nid oedd gan unrhyw mwy o amser i ddelio â'r atmosffer, cymylau, neu boeni am fflachiadau electromagnetig. Y cyfan sydd ei angen - yw i ddefnyddio'r lloeren ar darged i sefydlogi ac i gasglu ffotonau. Dros 25 mlynedd o telesgopau gofod dechreuodd i dalu am y sbectrwm electromagnetig cyfan, a oedd yn caniatáu am y tro cyntaf i ystyried y bydysawd ar bob donfedd o olau.

Ond fel ein gwybodaeth wedi cynyddu, ac yn cynyddu ein dealltwriaeth o'r anhysbys. Po bellaf rydym yn edrych allan i'r bydysawd, y mwyaf y byddwn yn gweld y gorffennol dwfn: swm cyfyngedig o amser ers y Glec Fawr, ar y cyd â chyflymder cyfyngedig o olau yn rhoi terfyn ar yr hyn y gallwn ei arsylwi. Ar ben hynny, ehangu gofod ei hun yn gweithio yn ein herbyn, gan ymestyn y donfedd y golau o sêr wrth iddo deithio ar draws y bydysawd i'n llygaid. Hyd yn oed y telesgop gofod "Hubble", sy'n rhoi'r dyfnaf, delweddau mwyaf trawiadol y bydysawd yr ydym wedi darganfod erioed i ni, yn gyfyngedig yn hyn o beth.

"Hubble" Anfanteision

Mae gan telesgop anhygoel, ond mae'n rhai cyfyngiadau sylfaenol - "Hubble":

• Dim ond 2.4 m mewn diamedr, sy'n cyfyngu ar ei benderfyniad.
• Er bod deunyddiau cotio myfyriol, mae'n agored gyson i olau haul uniongyrchol, sy'n cael ei gynhesu. Mae hyn yn golygu bod o ganlyniad i effeithiau thermol, ni all wylio'r donfedd o olau yn fwy na 1.6 micron.
• Mae'r cyfuniad o agorfa cyfyngedig a thonfedd, y mae'n sensitif, sy'n golygu y gall y telesgop weld unrhyw alaeth hŷn na 500 miliwn o flynyddoedd.

Mae'r galaethau yn berffaith, yn hyn yn bodoli pan oedd y bydysawd ond tua 4% o'i oedran presennol. Ond rydym yn gwybod bod sêr a galaethau bodoli o'r blaen.

I weld hyn, y telesgop dylai gael sensitifrwydd uwch. Mae hyn yn golygu newid i tonfeddi hirach a thymheredd is na "Hubble". Dyna pam, a greodd y James Webb Space Telescope.

Rhagolygon ar gyfer gwyddoniaeth

James Webb Space Telescope (JWST) wedi ei gynllunio i oresgyn cyfyngiadau hyn yw: gyda 6.5 m telesgop diamedr yn casglu 7 gwaith mwy o olau na'r "Hubble". Mae'n agor y posibilrwydd o sbectrosgopeg ultra-cydraniad uchel o 600 nm i 6 micron (4 gwaith yn fwy na'r donfedd, sydd yn gallu gweld y "Hubble") i arsylwi ar y rhanbarth isgoch canol gyda sensitifrwydd uwch nag erioed o'r blaen. JWST yn defnyddio oeri goddefol i dymheredd arwyneb Plwton ac yn gallu mynd ati i oeri'r dyfeisiau canol infrared hyd at 7 K. Telesgop James Webb yn ei gwneud yn bosibl gwneud gwyddoniaeth gan nad oes unrhyw un cyn hyn yn cael ei wneud.

Ef fydd yn:

• arsylwi ar y galaethau cynharaf ffurfiwyd erioed;
• yn weladwy drwy'r chwiliedydd nwy niwtral a'r bydysawd cyntaf seren reionization;
• cynnal dadansoddiad sbectrosgopig o sêr cyntaf (poblogaeth III), a ffurfiwyd ar ôl y Glec Fawr;
• cael annisgwyl anhygoel, fel darganfod y cynharaf tyllau duon supermassive a quasars yn y bydysawd.

Nid yw ymchwil Lefel JWST yn debyg i'r un yn y gorffennol, ac felly dewiswyd y telesgop fel NASA 2010au blaenllaw cenhadaeth.

campwaith gwyddonol

O safbwynt technegol, telesgop James Webb newydd yn waith go iawn o gelf. Mae'r prosiect wedi mynd heibio yn bell: yr oedd gor-redeg cyllideb, oedi amserlen a risg o ganslo y prosiect. Ar ôl yr ymyriad yr arweinyddiaeth newydd wedi newid. Mae'r prosiect yn sydyn a gafwyd fel oriorau, arian yn cael ei ddyrannu, yn cyfrif am gamgymeriadau, methiannau a phroblemau, a dechreuodd y tîm pacio JWST yn yr holl dermau, amserlenni a chyfyngiadau cyllidebol. Mae'r lansiad wedi'i drefnu ar gyfer Hydref 2018 mewn roced "Ariane 5". Mae'r tîm nid yn unig yn dilyn yr amserlen, mae ganddi naw mis ar ôl i ganiatáu ar gyfer unrhyw sefyllfa annisgwyl a oedd i gyd gasglu ac yn barod am y dyddiad hwn.

James Webb Telesgop yn cynnwys pedair prif ran.

uned optegol

Mae'n cynnwys yr holl o'r drychau, y mae'r deunaw gilt mwyaf effeithiol segmentu drych cynradd. Byddant yn cael eu defnyddio i gasglu'r sêr pell ac yn canolbwyntio ei offerynnau ar gyfer dadansoddi. Mae'r holl drychau hyn yn awr yn barod ac yn berffaith, a wnaed i'r dde ar amser. Ar ddiwedd y gwasanaeth y byddant yn cael eu plygu i mewn i dylunio gryno i fod yn rhedeg ar bellter o fwy na 1 miliwn o gilometrau o'r Ddaear i'r pwynt L2 Lagrange, ac yna trowch yn awtomatig i ffurfio strwythur diliau, a oedd am flynyddoedd lawer yn casglu golau Allan. Mae'n wir yn beth prydferth a canlyniad llwyddiannus o ymdrechion arwrol o lawer o arbenigwyr.

Luggage ger is-goch

"Webb" wedi'i gyfarparu â phedwar offer gwyddonol sy'n barod ar gyfer 100%. Y prif camera yn camera o'r telesgop ger ystod IR, o olau gweladwy i ranbarth oren-goch dwfn. Bydd yn rhoi darlun digyffelyb o sêr cynharaf, galaethau ieuengaf sy'n dal i fod yn y broses o ffurfio, sêr ifanc y Llwybr Llaethog a galaethau cyfagos, cannoedd o wrthrychau newydd yn y llain Kuiper. Mae'n cael ei optimeiddio ar gyfer delweddu uniongyrchol planedau o amgylch sêr eraill. Dyma fydd y prif gamera, a ddefnyddir gan y rhan fwyaf o arsylwyr.

Ger is-goch spectrograph

Mae'r teclyn hwn nid yn unig yn gwahanu'r golau i mewn tonfeddi unigol, ond yn gallu gwneud hyn ar gyfer mwy na 100 o wrthrychau unigol ar yr un pryd! Mae'r ddyfais hon yn spectrograph cyffredinol "Webb", sy'n gallu gweithredu mewn 3 gwahanol gyfundrefnau sbectrosgopeg. Fe'i hadeiladwyd gan yr Asiantaeth Ofod Ewrop, ond mae llawer o elfennau gan gynnwys synwyryddion a batri aml-falf, a ddarperir gan y Ganolfan ar gyfer Flight Space. Goddard (NASA). Mae'r ddyfais hon wedi cael ei brofi ac yn barod i'w gosod.

offeryn Canol-infrared

Dyfais i'w defnyddio ar gyfer delweddu band eang, hy bydd yn cael ei drwy gyfrwng y ddelwedd fwyaf trawiadol gyda pob offeryn "Webb". O bwynt gwyddonol o farn, byddai'n fwyaf defnyddiol wrth fesur disgiau protoplanetary o amgylch sêr ifanc, mesur a delweddu gyda chywirdeb digynsail gwrthrychau Llain Kuiper a llwch gynhesu gan sêr. Ef yw'r unig offeryn gyda cryogenically oeri i 7 K. O'i gymharu â'r Telesgop Gofod Spitzer, bydd hyn yn gwella canlyniadau mewn 100 o weithiau.

spectrograph di-fwlch NIR (NIRISS)

Bydd y ddyfais yn cynhyrchu:

• eang-sbectrosgopeg yn y rhanbarth isgoch tonfedd agos (1.0-2.5 micron);
• sbectrosgopeg Grism un gwrthrych yn yr ystod gweladwy ac isgoch (0.6-3.0 micron);
• ymyriadureg masgio-agorfa ar donfeddi o 3.8-4.8 micron (lle y disgwylir sêr a galaethau cyntaf);
• Arolwg eang o holl faes o farn.

Mae'r teclyn hwn yn ei greu gan yr Asiantaeth Ofod Canada. Ar ôl mynd heibio profion cryogenig bydd hefyd yn barod i integreiddio i mewn i'r bae chyfarpar y telesgop.

sunshield

telesgopau gofod nad ydynt wedi penodi eto. Un o'r agweddau mwyaf brawychus o unrhyw startup yw defnyddio deunydd hollol newydd. Yn hytrach na oeri y llong ofod gyfan mynd ati i ddefnyddio oerydd traul tafladwy, telesgop James Webb yn defnyddio technoleg hollol newydd - 5-haen darian haul i gael eu defnyddio i adlewyrchu'r ymbelydredd solar o'r telesgop. Pum taflenni 25 troedfedd o rhodenni titaniwm eu cysylltu a osodwyd ar ôl defnyddio telesgop. Mae'r amddiffyniad wedi cael ei brofi yn 2008 a 2009. modelau ar raddfa lawn, cymryd rhan mewn profion labordy, a gynhaliwyd i gyd roedd yn rhaid iddynt ei wneud yma ar y Ddaear. Mae hwn yn ddatblygiad newydd hardd.

Yn ogystal, mae hefyd yn gysyniad anhygoel: nid dim ond i atal y golau o'r haul ac yn rhoi telesgop yn y cysgod, ac yn ei gwneud yn fel bod yr holl gwres yn pelydru yn y cyfeiriad arall at y cyfeiriad y telesgop. Bydd pob un o'r pum haen mewn gofod gwactod yn dod yn oer wrth i'r pellter o'r tu allan i fod ychydig yn gynhesach na'r tymheredd arwyneb - tua ddylai 350-360 K. tymheredd haen olaf galw heibio i 37-40 K, sydd yn oerach na'r wyneb yn y nos Plwton.

Yn ogystal, mae rhagofalon sylweddol a gymerwyd i ddiogelu rhag yr amgylchedd anffafriol o ofod dwfn. Un o'r pethau i fod yn bryderus dyma cerigos bach maint cerrig mân, tywod, llwch a hyd yn oed yn llai trwy ofod rhyngblanedol hedfan ar gyflymder o ddegau neu hyd yn oed cannoedd o filoedd o km / h. Mae'r micrometeorites yn gallu prodelyvat bach tyllau, microsgopig ym mhopeth y maent yn dod ar draws: llong ofod, siwtiau gofod, drychau, telesgopau a llawer mwy. Os bydd y drych yn unig dolciau neu dyllau, ychydig yn lleihau faint o gael "golau da", gall y panel solar yn cael eu rhwygo o ymyl i ymyl, a fydd yn gwneud yr haen cyfan ddiwerth. Er mwyn atal y ffenomen hon yn cael ei ddefnyddio syniad gwych.

Mae pob tarian haul wedi cael ei rhannu'n adrannau fel bod, os oes bwlch bychan mewn un, dwy neu hyd yn oed dair o'r rhain, ni fydd yr haen rhwygo ymhellach, fel torri asgwrn yn y sgrin wynt y car. Partitioning fydd yn cadw'r holl strwythur y cyfan, mae'n bwysig i atal dirywiad.

Llong ofod: cynulliad a system rheoli

Mae'n elfen gyffredin, gan fod yn yr holl telesgopau gofod a chenadaethau gwyddonol. Yn JWST yn unigryw, ond hefyd yn hollol barod. Cyfan sydd ar ôl yw contractwr cyffredinol y cwmni prosiect Northrop Grumman, - cyflawn tarian, cydosod y telesgop ac edrych arni. Bydd y ddyfais yn barod i ddechrau mewn 2 flynedd.

10 mlynedd o ddarganfod

Os bydd popeth yn mynd yn dda, dynoliaeth yw ar fin darganfyddiadau gwyddonol mawr. Mae llen o nwy niwtral, sy'n cael ei dal cysgodi trosolwg o sêr a'r galaethau cynharaf, ei ddatrys galluoedd is-goch "Webb" a'i goleuedd enfawr. Hwn fydd y telesgop mwyaf, mwyaf sensitif gydag ystod tonfedd mawr 0.6-28 micron (y llygad dynol yn gweld 0.4-0.7 micron) o'r adeiladwyd erioed. Disgwylir i ddarparu degawd o arsylwadau.

Yn ôl NASA, bydd y term "Webb" cenhadaeth yn dod o 5.5 i 10 mlynedd. Mae'n cael ei gyfyngu i faint o danwydd sydd ei angen i gynnal orbit, a bywyd electroneg ac offer yn yr amgylchedd llym o ofod. Bydd y telesgop orbital James Webb cario stoc o danwydd ar gyfer y tymor 10 mlynedd cyfan, a bydd 6 mis ar ôl lansio'r cael eu profi i sicrhau bod y hedfan, sy'n gwarantu 5 mlynedd o waith gwyddonol.

Beth allai fynd o'i le?

Y prif ffactor sy'n cyfyngu yw faint o danwydd ar y bwrdd. Pan gaiff ei gorffen, bydd y lloeren drifftio i ffwrdd o'r L2 bwynt Lagrange, dod ymlaen fel orbit anhrefnus yn agos iawn at y Ddaear.

Mae'r coma, gall ddigwydd a thrafferthion eraill:

• adlewyrchu diraddio, a oedd yn effeithio ar faint o olau a gasglwyd ac yn creu arteffactau delwedd, ond ni fydd yn niweidio gweithrediad pellach y telesgop;
• methiant rhan neu gyfanswm sgrin haul, a fydd yn codi tymheredd y llong ofod, ac yn culhau yr ystod tonfedd a ddefnyddir i agos iawn ranbarth is-goch (2-3 micron);
• amrediad oeri damwain offeryn system ganol IR, sy'n ei gwneud yn anaddas i'w defnyddio, ond nid yw'n effeithio ar y dulliau eraill (0.6-6 micron).

Y prawf mwyaf anodd sy'n aros am telesgop James Webb, - lansio a chwistrellu i mewn i'r orbit a ddymunir. Mae'n sefyllfaoedd hyn wedi cael eu profi ac yn pasio yn llwyddiannus.

Chwyldro mewn gwyddoniaeth

Os bydd y telesgop James Webb yn gweithio mewn modd arferol, mae'r tanwydd yn ddigon i sicrhau bod ei waith 2018-2028. Ar ben hynny, mae'r potensial yn bodoli ar gyfer ail-lenwi, a fyddai'n ymestyn bywyd y telesgop i ddegawd arall. Yn union fel y "Hubble" yn cael ei weithredu am 25 mlynedd, byddai'r JWST yn sicrhau gynhyrchu gwyddoniaeth chwyldroadol. Ym mis Hydref, bydd 2018 roced "Ariane 5" droi o gwmpas y dyfodol seryddiaeth, sydd, ar ôl mwy na 10 mlynedd o waith caled wedi'i wneud eisoes i ddechrau dwyn ffrwyth. telesgopau gofod yn y dyfodol bron gyrraedd.