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James Webb Space Telescope (James Webb Space Telescope): data di lancio, attrezzature

Con ciascuna apertura aggiuntiva centimetro, ogni periodo supplementare seconda osservazione ed ogni atomo atmospherics aggiuntivi, lontano dal telescopio indagine sul campo, meglio, più profondo e più chiara si vedrà l'universo.


25 anni di "Hubble"

Quando il telescopio "Hubble" ha iniziato ad operare nel 1990, ha aperto una nuova era in astronomia – spazio. non aveva più a che fare con l'atmosfera, nuvole, o preoccuparsi di sfarfallio elettromagnetica. Tutto ciò che serve – è quello di distribuire il satellite sul bersaglio per stabilizzarlo e per raccogliere i fotoni. Oltre 25 anni di telescopi spaziali iniziarono a coprire l'intero spettro elettromagnetico, che ha permesso per la prima volta a considerare l'universo in ogni lunghezza d'onda della luce.

Ma, come la nostra conoscenza è aumentata, e aumentato la nostra comprensione dello sconosciuto. L'ulteriore guardiamo fuori nell'universo, più vediamo il passato profondo: una quantità finita di tempo dal Big Bang, in concomitanza con la velocità finita della luce fornisce un limite a quello che possiamo osservare. Inoltre, l'espansione dello spazio si sta lavorando contro di noi, che si estende la lunghezza d'onda della luce di stelle mentre viaggia attraverso l'universo ai nostri occhi. Anche il telescopio spaziale "Hubble", che ci dà il più profondo, le immagini più spettacolari dell'universo che abbiamo mai scoperto, è limitato a questo aspetto.

Svantaggi "Hubble"

"Hubble" – un telescopio incredibile, ma ha alcuni limiti fondamentali:

  • Basta 2,4 m di diametro, il che limita la sua risoluzione.
  • Sebbene materiali di rivestimento riflettente, è costantemente esposto alla luce solare diretta, che viene riscaldato. Ciò significa che a causa di effetti termici, non può guardare la lunghezza d'onda della luce più di 1,6 micron.
  • La combinazione di apertura limitata e lunghezza d'onda, a cui è sensibile, il che significa che il telescopio può vedere il no galassia più vecchio di 500 milioni di anni.

Queste galassie sono perfetti, lontano esisteva quando l'universo aveva solo circa il 4% della sua età attuale. Ma sappiamo che le stelle e le galassie esistevano prima.

Per vedere esso, il telescopio dovrebbe avere una maggiore sensibilità. Ciò significa che la transizione a lunghezze d'onda maggiori e temperature inferiori rispetto alla "Hubble". Per questo motivo, e ha creato il James Webb Space Telescope.

Le prospettive per la scienza

James Webb Space Telescope (JWST) è progettato per superare queste limitazioni è: con 6,5 m di diametro del telescopio raccoglie 7 volte più luce rispetto al "Hubble". Apre la possibilità di ultra-alta risoluzione spettroscopia da 600 nm a 6 micron (4 volte più grande della lunghezza d'onda, che è in grado di vedere la "Hubble") per osservare la regione medio infrarosso con una sensibilità maggiore rispetto al passato. JWST utilizza raffreddamento passivo ad una temperatura di superficie di Plutone ed è in grado di raffreddare attivamente i dispositivi di medio infrarosso fino a 7 K. telescopio James Webb permetterà di fare scienza come nessuno prima di questo non viene fatto.

Egli sarà:

  • osservare le prime galassie mai formate;
  • visibile attraverso la sonda gas neutro e la prima stella universo reionizzazione;
  • effettuare analisi spettroscopica delle primissime stelle (popolazione III), formate dopo il Big Bang;
  • ottenere sorprese incredibili, come la scoperta dei primi buchi neri supermassicci e quasar nell'universo.

ricerca a livello JWST non è simile a quella del passato, e così il telescopio è stato scelto come 2010s mission di punta della NASA.

capolavoro scientifico

Dal punto di vista tecnico, il nuovo telescopio James Webb è una vera e propria opera d'arte. Il progetto ha superato una lunga strada: ci sono stati sforamenti di bilancio, ritardi e rischio di cancellazione del progetto. Dopo l'intervento della nuova leadership è cambiata. Il progetto improvvisamente guadagnato come orologi, i fondi sono stati stanziati, ha rappresentato per errori, guasti e problemi, e la squadra ha iniziato imballaggio JWST in tutti i termini, orari e vincoli di bilancio. Il lancio è previsto per il 2018 ottobre a un razzo "Ariane 5". La squadra non solo segue il programma, che ha nove mesi per consentire qualsiasi situazione inaspettata che è stato tutto raccolto e pronto per questa data.

James Webb Telescope si compone di quattro parti principali.

unità ottica

Esso include tutti gli specchi, di cui il più efficace diciotto dorato segmentato specchio primario. Essi saranno utilizzati per raccogliere la luce delle stelle distanti e concentrare i propri strumenti per l'analisi. Tutti questi specchi sono ora pronte e perfette, realizzato in perfetto orario. Al termine del montaggio saranno piegate in una forma compatta per essere in esecuzione ad una distanza di oltre 1 milione di chilometri dalla Terra al punto L2 Lagrange, quindi ruotare automaticamente per formare una struttura a nido d'ape, che per molti anni raccoglierà luce in uscita. E 'davvero una bella cosa e un esito positivo degli sforzi titanici di molti specialisti.

Bagagli vicino infrarosso

"Webb" è dotato di quattro strumenti scientifici che sono pronti per il 100%. La fotocamera principale è una telecamera del telescopio campo vicino IR, dalla luce visibile profonda regione arancio-infrarossi. Essa fornirà un quadro senza precedenti delle prime stelle, le galassie più giovani che sono ancora in via di formazione, giovani stelle della Via Lattea e delle galassie vicine, centinaia di nuovi oggetti della fascia di Kuiper. È ottimizzato per l'imaging diretto di pianeti intorno ad altre stelle. Questa sarà la fotocamera principale, utilizzato dalla maggior parte degli osservatori.

Near Infrared Spectrograph

Questo strumento non solo separa la luce in singole lunghezze d'onda, ma è in grado di fare questo per più di 100 singoli oggetti allo stesso tempo! Questo dispositivo è uno spettrografo universale "Webb", che può funzionare in 3 spettroscopia regimi differenti. E 'stato costruito dal l'Agenzia spaziale europea, ma molti componenti tra cui rilevatori e batteria multivalvole, forniti dal Centro per il volo spaziale. Goddard (NASA). Questo dispositivo è stato testato ed è pronto per l'installazione.

strumento medio infrarosso

Dispositivo da utilizzare per l'imaging a banda larga, cioè esso sarà ottenuta tramite l'immagine più impressionante con tutti gli strumenti "Webb". Da un punto di vista scientifico, che sarebbe stato più utile per misurare i dischi protoplanetari intorno a stelle giovani, la misurazione e la visualizzazione con una precisione senza precedenti oggetti della fascia di Kuiper e la polvere riscaldati dalla luce delle stelle. Egli è l'unico strumento con un criogenicamente raffreddato a 7 K. Rispetto al telescopio spaziale Spitzer, questo migliorerà i risultati in 100 volte.

spettrografo Gapless NIR (NIRISS)

Il dispositivo produrrà:

  • ampia spettroscopia nella regione di lunghezza d'onda del vicino infrarosso (1.0 – 2.5 micron);
  • spettroscopia grism un oggetto nel campo del visibile e dell'infrarosso (0,6 – 3.0 micron);
  • mascheratura-apertura interferometria a lunghezze d'onda di 3,8 – 4,8 micron (dove aspetta prime stelle e galassie);
  • sondaggio vasta gamma di tutto il campo visivo.

Questo strumento è stato creato dalla Canadian Space Agency. Dopo aver superato il test criogenico sarà anche disposto a integrarsi nella baia di attrezzature del telescopio.

parasole

telescopi spaziali non hanno ancora nominato. Uno degli aspetti più spaventosi di qualsiasi avvio è quello di utilizzare un materiale completamente nuovo. Invece di raffreddamento dell'intero veicolo spaziale attivamente utilizzando il refrigerante di consumo usa e getta, il telescopio James Webb utilizza una tecnologia completamente nuova – scudo sole 5 strati per essere implementato in modo da riflettere la radiazione solare dal telescopio. Cinque fogli 25 piedi di barre di titanio sono collegati ed installati dopo la distribuzione del telescopio. La protezione è stata testata nel 2008 e 2009. modelli in scala, partecipando a prove di laboratorio, eseguite tutto quello che dovevano fare qui sulla Terra. Questa è una bella innovazione.

Inoltre, è anche un concetto incredibile: non semplicemente per bloccare la luce dal sole e mettere un telescopio in ombra, e fare in modo che tutto il calore viene irradiato in senso opposto all'orientamento del telescopio. Ciascuno dei cinque strati in uno spazio vuoto diventerà freddo come la distanza dall'esterno sia leggermente più alta della temperatura di superficie – circa 350-360 K. temperatura ultimo strato deve scendere a 37-40 K, che è più fredda rispetto alla superficie di notte Plutone.

Inoltre, le precauzioni significative adottate per proteggerlo da ambiente sfavorevole dello spazio profondo. Una delle cose di cui preoccuparsi qui sono piccoli ciottoli dimensioni ghiaia, sabbia, polvere e ancora meno attraverso lo spazio interplanetario volando ad una velocità di decine o addirittura centinaia di migliaia di km / h. Questi sono in grado micrometeoriti prodelyvat piccoli, fori microscopici in tutto ciò che incontrano: veicoli spaziali, tute spaziali, specchi, telescopi e molto altro ancora. Se lo specchio avrà solo ammaccature o fori, ridurre leggermente la quantità di disponibile "buona luce", il pannello solare può essere strappato da bordo a bordo, che renderà l'intero strato inutile. Per combattere questo fenomeno brillante idea è stato utilizzato.

Tutto schermo solare è stato suddiviso in sezioni in modo che, se v'è un piccolo spazio ad una, due o anche tre di questi, lo strato non rottura ulteriormente, come una frattura nel parabrezza dell'auto. Partizionamento manterrà l'intera struttura del tutto, è importante prevenire la degradazione.

Spacecraft: assemblaggio e controllo

Si tratta di una componente ordinaria, in quanto v'è in tutti i telescopi spaziali e missioni scientifiche. In JWST è unico, ma anche pienamente preparati. Tutto ciò che rimane è il general contractor della società di progetto Northrop Grumman, – completa scudo, montare il telescopio e check it out. Il dispositivo sarà pronto per iniziare in 2 anni.

10 anni di scoperte

Se tutto va bene, l'umanità è sull'orlo di grandi scoperte scientifiche. Il velo di gas neutro, che è ancora in ombra panoramica delle prime stelle e galassie, si risolve funzionalità a infrarossi "Webb" e il suo enorme luminosità. Questo sarà il più grande, più sensibile telescopio con una vasta gamma di lunghezze d'onda da 0,6 a 28 micron (l'occhio umano vede da 0,4 a 0,7 micron) di mai costruito. Si prevede di fornire un decennio di osservazioni.

Secondo la NASA, il termine missione "Webb" sarà da 5,5 a 10 anni. Si è limitato alla quantità di carburante necessaria per mantenere l'orbita, e la vita di elettronica e attrezzature nel ambiente dello spazio. Il telescopio orbitale James Webb porterà una scorta di carburante per l'intera durata di 10 anni, e 6 mesi dopo il lancio sarà testato per assicurare il volo, che garantisce 5 anni di lavoro scientifico.

Cosa potrebbe andare storto?

Il principale fattore limitante è la quantità di carburante a bordo. Quando è finito, il satellite allontanarsi dal punto L2 Lagrange, entrando in un'orbita caotica molto vicino alla Terra.

Questo coma, può verificarsi e altri problemi:

  • specchi degradazione, che influenzano la quantità di luce raccolta e crea artefatti, ma non danneggia l'ulteriore funzionamento del telescopio;
  • guasto di una parte o di schermo solare totale, che aumenta la temperatura della navicella, e restringe la gamma di lunghezze d'onda utilizzato per infrarosso molto vicino (2-3 micron);
  • intervallo di raffreddamento arresto utensili sistema mid-IR, che rende inagibile, ma non influenza gli altri strumenti (da 0,6 a 6 micron).

La prova più difficile che attende il telescopio James Webb, – lancio e iniezione nell'orbita desiderata. Si tratta di queste situazioni sono stati testati e superato con successo.

Rivoluzione nella scienza

Se il telescopio James Webb funzionerà in modalità normale, il carburante è sufficiente a garantire che il suo lavoro 2018-2028. Inoltre, esiste la possibilità di rifornimento di carburante, così da estendere la vita del telescopio per un altro decennio. Proprio come il "Hubble" è stato operato per 25 anni, il JWST garantirebbe generazione di scienza rivoluzionaria. In ottobre 2018 razzo "Ariane 5" orbiterà il futuro dell'astronomia, che, dopo è già stato fatto più di 10 anni di duro lavoro per cominciare a dare i suoi frutti. telescopi spaziali Future quasi arrivati.