Содержание
Первое полноцветное фото от Джеймса Уэбба — стоит ли эта машина золота, из которого сделана? / Хабр
Вчера, 12 июля 2022 года получены первые рабочие изображения от космического телескопа нового поколения Джеймса Уэбба.
Изображение скопления галактик SMACS 0723 снятое ближней инфракрасной камерой Джеймса Уэбба (NIRCam)
На первом опубликованном фото показано скопление галактик SMACS 0723 запечатленное 4,6 миллиарда лет назад.
Кажется, словно мы смотрим сквозь донышко стакана, но это не артефакт системы зеркал. Комбинированная масса этого скопления галактик действует как гравитационная линза, увеличивая гораздо более отдаленные галактики за ним.
А вот шесть больших и два меленьких луча вокруг ярких объектов — артефакты созданные опорами вторичного зеркала.
Вторичное зеркало отражающее излучение в камеру телескопа удерживается на месте над основным зеркалом опорными стержнями, которые закрывают часть изображения. Когда звездный свет направляется к основному зеркалу, часть из лучей проходят мимо опорных стержней и слегка отклоняются.
Возникает дифракция искажающая свет на конечном изображении, образуя «паука», который соответствует положению опорных стержней.
Так как опорные стержни вторичного зеркала телескопа расположены в виде красивого симметричном узора, дифракционные шипы на изображении звезд выглядят как популярный фильтр из Инстаграмма.
Изображение туманности Эты Киля, сверху — телескоп Джеймс Уэбб, снизу — телескоп Хаббл
Представленные изображения — компиляция данных, записанных на разных длинах волн, включая диапазон который никогда не был исследован космическими телескопами. Кроме того, размеры и гладкость зеркал выше чем у всех предыдущих аналогов, что позволяет рассмотреть крошечные, слабые структуры галактик, которые никогда раньше не видели астрономы.
До этого дня мы могли рассмотреть только калибровочные изображения, необходимые для настройки положения зеркал.
Изображение для калибровки зеркал Джеймса Уэбба было получено в начале мая за 32 часа экспозиции
Почему астрономы и другие ученые празднуют получение сегодняшнего фото как вторую Хануку? И почему телескоп странно выглядит, странно назван и появился только сейчас?
По следам Хаббла
Масштабное сравнение телескопов Хаббл (слева) и Джеймс Уэбб (справа)
Джеймс Уэбб – один из самых проблемных долгостроев NASA в партнерстве с Европейским космическим агентством (ESA) и Канадским космическим агентством (CSA).
Но эти проблемы — мелочи, по сравнению с тем что пришлось пережить его предшественнику!
Идею космических телескопов активно продвигал американский астрофизик Лайман Спитцер во времена, когда запускать телескопы в космос еще не умели. В 1962 году доклад, опубликованный Национальной академией наук США, рекомендовал включить разработку орбитального телескопа в космическую программу, и в 1965 году Спитцер был назначен главой комитета, занимающегося космическими телескопами.
У такой идеи есть преимущество: атмосфера не мешает наблюдениям — нет рассеивания (которое мешает как четкости изображений, так и снимкам в инфракрасном или ультрафиолетовом диапазоне), преломленные лучи от Солнца и городских огней не создают светового загрязнения, не влияет погода.
И есть два недостатка. Первый: телескоп должен поместиться под головной обтекатель ракеты-носителя (или внутри шаттла Дискавери), а значит его апертура и масса ограничены.
Второй: создание, доставка и обслуживание такого аппарата очень сложны и безумно дороги.
Именно вторая проблема первой повисла над проектом Хаббл, предложенным по окончании лунной гонки. Правительство США закрыло программу «Апполон», стоившую 9 миллиардов долларов и уже вздохнуло с облегчением, представляя как легко будет планировать бюджет без интенсивных космических расходов, как астрономы потребовали реализовать проект, потративший в итоге 6 миллиардов американских денег (2,5 на разработку, остальные на обслуживание и ремонт по данным на 1999 год).
В 1974 году, в рамках программы сокращений расходов бюджета, конгресс США полностью отменил финансирование проекта, однако, после продолжительных дебатов и согласования скромного стартового бюджета в 400 миллионов долларов началось производство, которое как и любая стройка не закончилось в срок.
Схема телескопа Хаббл
Хаббл, как и Уэбб — зеркальный телескоп, он отражает свет от участка звездного неба вогнутым зеркалом на матрицу камеры. Требования к гладкости зеркала — очень высоки: на нем не должно быть неровностей больше 30 нанометров (в 2666 раз меньше человеческого волоса), при диаметре в 2,4 метра.
Главное зеркало космического телескопа Хаббл полируется на заводе Перкин-Элмер в 1979 году
Кроме того, аппарат должен был пережить тряску при старте и большой перепад космических температур.
Когда работы были вроде как завершены старт назначили на 1983 год и телескоп обрел имя в виде фамилии Эдвина Хаббла — человека, который открыл миру другие галактики и внес существенный вклад в теорию метрического расширения вселенной.
Из-за недоработок запуск запланировали в 1984 году… потом в 1985, ну в 1986 уж точно! В январе 1986 года произошла катастрофа с участием шаттла Челленджер и запуск решили отложить на несколько лет.
Все это время телескоп хранился в комнате с контролируемыми условиями и частично включенными системами, потребляя 6 миллионов долларов в месяц.
В результате, Хаббл запустили в 1990 году. Первый же снимок вышел мутным, как вид через окно в туалете. Оказалось, главное зеркало несмотря на свою гладкость не было точно выведеным в плане кривизны.
Три года готовилась миссия по спасению четкости на высоте 545 километров.
Заменять зеркало в космосе — очень сложно, а посадку на Землю телескоп мог бы не пережить.
Решение оказалось забавным — Хабблу установили корректирующую линзу, как подслеповатому человеку выписывают очки.
Сравнительное изображение ядра галактики M100 показывает значительное улучшение взора космического телескопа Хаббл на Вселенную после первой миссии Hubble Servicing Mission в декабре 1993 года
Всего было проведено четыре экспедиции, выполняющие техническое обслуживание и срочный ремонт космического телескопа.
Слева — первая экспедиция по установке линзы 1993 года, в центре — третья экспедиция 1999 года по замене вышедших из строя гироскопов, справа — четвертая экспедиция 2009 года по замене опять гироскопов и много чего еще
В 1997 году (в ходе второй экспедиции) у Хаббла был заменен спектрограф и уже в это время было принято решение построить космический телескоп нового поколения — больше, дальше и не такой косячный.
Запуск планировали на 2007 год, а бюджет в 500 миллионов долларов.
Нужно ли говорить, что сроки и сметы не были соблюдены?
Название
В 2002-м новый телескоп решили переименовать в честь одного из первых администраторов НАСА, Джеймса Э. Уэбба, который курировал создание лунной программы США «Аполлон».
Проблемы начались уже на этапе названия. Мало того что Джеймс Уэбб (человек) — просто чиновник, а не ученый, не космонавт, не совершил никаких открытий, так еще и требования к американским деятелям изменились с 60-х годов. В двухтысячных политику уже нужно было быть толерантным и признанным сообществом меньшинств, а Джеймс Уэбб отличился в обратную сторону.
Мне кажется, Лайман Спитцер должен был дать имя телескопу, как реальный ученый и человек приложивший наибольшие усилия к воплощению идеи космических обсерваторий.
Стоимость
В бюджете NASA, предложенном в июле 2011 года конгрессом, предполагалось прекращение финансирования строительства телескопа из-за плохого управления и превышения бюджета, все как и у предшественника.
Спустя 25 лет от начала создания проекта к запуску в 2021-м стоимость телескопа составила почти 10 миллиардов долларов.
Это дороже, чем вся лунная программа «Аполлон», которую сам Джеймс Уэбб (человек) курировал.
Запуск Джеймса Уэбб 25 декабря 2021 года с помощью ракеты-носителя Arianespace Ariane 5 из стартовой зоны космодрома в Гвиане
Зеркала
Учёные определили, что минимальный диаметр главного зеркала должен быть 6,5 метра, чтобы измерить свет от самых далёких галактик. А инженер с рулеткой подсказал им, что ширина головного обтекателя ракеты в самом широком месте 5,5 метров и такое цельное зеркало вывести в космос невозможно.
К счастью для ученых, в NASA уже был проект сегментированных зеркал, которые можно компактно сложить.
К несчастью ученых, проект Advanced Mirror System Demonstrator (AMSD) двойного назначения: для гражданских целей и военных. Технология предназначалась для спутников инфракрасной разведки и ударного спутника Space Based Laser (SBL).
Оказалось большой удачей применить технологию от не самого успешного военного объекта к самому перспективному астрономическому инструменту.
Шакальные фотографии сегментированного зеркала системы Large Advanced Mirror Program (LAMP, лампочка) 1988 года, которая испытывалась для космического лазерного оружия Space Based Laser (SBL)
Кроме экономии места, инженерам нужно было решить проблему с экономией массы. При куда больших размерах (в разложенном виде) Уэбб должен обладать той же массой не более Хаббла, то есть быть в 10 раз легче на единицу эффективной площади зеркала.
Для этой цели основной материал шестигранных ячеек зеркала — легкий и прочный металл бериллий. Он оказался эффективнее алюминия, который обычно используется как конструктивный металл в космосе.
Покрыты ячейки золотом толщиной всего в 700 атомов. Это физический фильтр, отражающий инфракрасный участок из спектральной каши космического излучения.
Сегментированное зеркало Джеймса Уэбба во время сборки
Кроме того, каждая ячейка снабжена своим набором приводов, позволяющих не только менять положение, но и кривизну сегментов независимо друг от друга.
Такая полужесткая конструкция должна позволить избежать проблем, которые были у Хаббла с кривизной зеркала.
Подвижная и полужесткая конструкция ячеек зеркала Джеймса Уэбба
Восемнадцатью ячейками зеркала управляют в общем 132 привода, настраивая общую форму кривизны начиная с центральных сегментов и двигаясь в сторону периферийных.
Для того чтобы добиться космической гладкости после обработки дефекты на охлажденных до минус 240 градусов Цельсия зеркалах искали лазерным интерферометром.
Инженеры в чистом помещении, чистят углекислым газом испытательное зеркало покрытое золотом в 2015 году
Зонтик от Солнца
Телескоп работает в инфракрасном диапазоне, то есть крошечное тепловое излучение далеких галактик для него — объект изучения, а колоссальный жар Солнца — паразитный шум.
С другой стороны, Уэбб, как и многие автоматические аппараты в космосе работает на солнечных батареях и ему нужен солнечный свет.
Выйти из этой дилеммы позволила разработка сверхтонкого и очень эффективного теплового экрана.
Теплозащитный экран состоит из 5 слоёв полиимидной пленки (материал известен, например, электрикам как каптон или «янтарный скотч»), на каждый из которых нанесено покрытие из алюминия.
90 натяжных тросов развернули экран в ромб размером 21,1 на 14,6 метров, это примерно с теннисный корт.
Испытательный образец теплозащитного экрана в развёрнутом состоянии на предприятии Northrop Grumman Corporation в Калифорнии, 2014 год
Первые два «горячих» слоя обладают покрытием из легированного кремния, что в итоге должно позволять выдержать разницу в 360 градусов Цельсия между сторонами экрана. Прямо сейчас температура освещенной части Уэбба 45 градусов, а самой холодной части за экраном минус 267 градусов.
Последить за работой телескопа в реальном времени можно тут: https://jwst.nasa.gov/content/webbLaunch/whereIsWebb.html?units=metric
Место пребывания
Выбор, куда бы послать инфракрасный телескоп — это поиск места где не светит Солнце. Ну, почти, с поправкой на солнечные батареи.
Кроме того, хотелось чтобы большие отражающие свет объекты тоже не проплывали мимо золотого зеркала.
Обе эти задачи выполняет точка Лагранжа L2 — это одно из пяти мест, где гравитация двух массивных тел (Солнца и Земли в нашем случае) создает устойчивое положение во вращающихся координатах. То есть, чтобы покинуть это место, нужно прибавить энергии, а оставаться в нем можно без затрат. Было бы странно видеть такую точку в покоящемся пространстве — предметы бы падали туда где ничего нет. А вот вращение вокруг Солнца по стабильной круговой орбите уже не кажется странным.
Точки Лагранжа и эквипотенциальные линии (с одинаковой потенциальной энергией) системы двух тел Солнце-Земля
Однако, есть у этой позиции и недостатки: никто не прилетит за полтора миллиона километров ремонтировать и даже дозаправить телескоп. Любая поломка и даже закончившееся топливо для корректировки положения и ценнейший научный инструмент потерян.
Хабблу хватает топлива лет на 5 (его периодически заправляют), а Уэббу должно хватить на 20.
Соседство в этой точке Джеймсу Уэбба составляют европейский телескоп Gaia и российский Спектр-РГ, а раньше там летали «Планк» и «Гершель».
Какой телескоп следующий?
Раз уж проекты телескопов очень долгоживущие и новое поколение планируют еще в начале жизненного цикла старого, не находится ли уже сейчас в разработке телескоп, который будет больше, дальше и сильнее Уэбба?
В кулуарах института исследований космоса с помощью космического телескопа (Space Telescope Science Institute) с 2009 года зреет проект телескопа ATLAST (Advanced Technology Large-Aperture Space Telescope), который будет иметь главное зеркало диаметром от 8 до 16,8 метров в зависимости от окончательной концепции, которую утвердят позднее.
Концепция телескопа ATLAST с сегментированным зеркалом
Телескоп будущего поколения так же отправится в точку Лагранжа L2 и будет сконцентрирован на поиске внеземной жизни.
Есть у ATLAST еще четыре аналогичных конкурирующих проекта, из которых придется выбирать лучший.
Запуск планируется на вторую половину 2030х годов, но мы знаем эти космические планы.
Бонусы
В награду тем, кто дочитал до конца статью существенно большую, чем было необходимо для того чтобы просто показать крутые фотки Вселенной, хочу заметить, что свежие изображения отлично подходят, как обои на экран телефона.
Вот отсюда можно скачать без регистрации и смс:
И вот так они будут смотреться: https://jwst.nasa.gov/content/webbLaunch/deploymentExplorer.html#43
Идея как любоваться Вселенной каждый день
Какие пять космических объектов мы увидим? / События / Новости фототехники
NASA раскрыло список космических объектов, которые будут показаны среди первых цветных фотографий, сделанных космическим телескопом «Джеймс Уэбб» 12 июля. Сообщается, что первую фотографию с телескопа покажет президент США Джо Байден. Это произойдет 12 июля в полночь по московскому времени. Остальные снимки будут опубликованы 12 июля в 17:30 по Москве.
По словам представителей космического агентства, пять объектов, перечисленных ниже, представляют собой первую волну полноцветных научных изображений и спектров, полученных космическим телескопом «Джеймс Уэбб», и ознаменуют официальное начало общих научных операций обсерватории.
Космический телескоп Джеймса Уэбба — это ведущая в мире космическая научная обсерватория. Уэбб будет разгадывать тайны нашей Солнечной системы, заглядывать в далекие миры вокруг других звезд, исследовать загадочные структуры и происхождение нашей Вселенной и нашего места в ней. — так говорят в NASA о рабочей программе нового космического телескопа.
Цели были выбраны международным комитетом в составе представителей NASA, Европейского космического агентства (ESA), Канадского космического агентства (CSA) и Научного института космических телескопов.
1. Туманность Карина — Carina Nebula
NASA утверждает, что Carina Nebula — одна из самых больших и ярких туманностей, видимых на ночном небе. Она расположена на расстоянии около 7 600 световых лет в южном созвездии Carina. Туманность Карина является домом для многих массивных звезд, в несколько раз превосходящих Солнце.
На фотографии выше, сделанной «Хабблом» в 2010 году, изображена так называемая «Мистическая гора» — космическая вершина высотой в три световых года в Carina Nebula, состоящая в основном из пыли и газа и демонстрирующая признаки интенсивной звездообразующей деятельности.
Цвета на этом составном изображении соответствуют свечению кислорода (синий), водорода и азота (зеленый) и серы (красный).
2. WASP-96 b
WASP-96 b — гигантская планета за пределами Солнечной системы Земли, которая, по данным NASA, состоит в основном из газа. Планета, расположенная на расстоянии почти 1 150 световых лет от нас, обращается вокруг своей звезды каждые 3,4 дня. Ее масса примерно в два раза меньше массы Юпитера, а о ее открытии было объявлено в 2014 году.
WASP-96 b не видна с Земли.
3. Туманность Южное кольцо — Southern Ring Nebula
Southern Ring Nebula, она же Туманность Южное кольцо, также известная как туманность «Восемь взрывов», представляет собой так называемую планетарную туманность: расширяющееся облако газа, окружающее умирающую звезду. Ее диаметр составляет почти пол светового года, а расположена она на расстоянии около 2 000 световых лет от Земли.
По описанию NASA, при наблюдении в телескоп она имеет форму восьмерки и видна из южного полушария Земли.
Фотография выше была сделана Хабблом в 2008 году.
4. Квинтет Стефана — Stephan’s Quintet
Квинтет Стефана, также известный как компактная группа Хиксона 92, является первой компактной группой галактик, открытой в 1787 году и расположенной в созвездии Пегаса. Она находится на расстоянии около 290 миллионов световых лет от нас, и четыре из пяти галактик, входящих в квинтет, по описанию NASA, заперты в космическом танце повторяющихся тесных столкновений.
Название «квинтет» — это небольшая ошибка, поскольку исследования показали, что один из членов группы, NGC 7320, который виден слева вверху, на самом деле является галактикой переднего плана, расположенной примерно в семь раз ближе к Земле, чем остальные члены группы.
Фотография над портретом квинтета Стефана была сделана широкоугольной камерой Хаббла 3 в 2009 году.
5. SMACS 0723
NASA описывает этот небесный объект как группу массивных галактик переднего плана, которые увеличивают и искажают свет объектов позади них, что также известно как гравитационное линзирование, которое позволяет телескопам получить еще более глубокий обзор чрезвычайно удаленных и поэтому тусклых галактик.
Данная работа основана на наблюдениях, проведенных в рамках программы RELICS Treasury Program (GO 14096) на телескопе NASA/ESA HST, который управляется Ассоциацией университетов по исследованиям в области астрономии, Inc. по контракту NASA NAS5-26555. Пока неясно, будет ли Уэбб фотографировать это скопление, или он будет использовать его для того, чтобы увидеть еще большее расстояние.
На снимках, которые космический телескоп «Джеймс Уэбб» выпустит 12 июля, будет представлена одна фотография, которая является самым глубоким видом Вселенной из когда-либо сделанных.
«Джеймс Уэбб» — это не что иное, как настоящий научный подвиг. Один из снимков [которые будут опубликованы] 12 июля — самое глубокое изображение нашей Вселенной, которое когда-либо было сделано», — говорит администратор NASA Билл Нельсон.
Дата публикации: 11.07.2022
Космический телескоп Джеймса Уэбба наконец готовится к запуску
org/Person»> Рамин СкиббаНаука
далекая вселенная.
Перед инфракрасным космическим зондом следующего поколения будет поставлена задача найти новые пригодные для жизни планеты, выявить рождение и смерть звезд и изучить ранние годы существования Вселенной. Фото: Крис Ганн/НАСА
В середине 1990-х группа ученых предложила разработать инфракрасный космический зонд нового поколения. Почти три десятилетия спустя, преодолев инженерные, логистические и политические проблемы, амбициозный космический корабль, задуманный как преемник Хаббла, наконец-то взлетит.
Названный космическим телескопом Джеймса Уэбба, или JWST, в честь бывшего администратора НАСА, он оснащен самым большим зеркалом, когда-либо летавшим в космос, огромным солнцезащитным козырьком и набором передовых инструментов, которые позволят ему находите новые пригодные для жизни планеты, раскрывайте рождение и смерть звезд и исследуйте ранние годы существования Вселенной.
Масштабное предприятие стало реальностью благодаря сотрудничеству сотен ученых и инженеров из НАСА, Европейского космического агентства и Канадского космического агентства. За исключением ненастной погоды или технических трудностей, его запуск запланирован на 25 декабря в 7:20 утра по восточному времени на ракете Arianespace Ariane 5 с европейского космодрома в Куру, Французская Гвиана, на северо-восточном побережье Южной Америки. Если этот запуск будет отложен, следующее окно возможностей появится через 24 часа.
«Я в восторге. Когда у астрономов есть мечта, мы никогда не знаем, сколько времени потребуется, чтобы она осуществилась», — говорит Джон Мазер, старший научный сотрудник JWST в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. По его словам, JWST намного больше и мощнее, чем космические телескопы Хаббл и Спитцер. «Если бы вы были шмелем, парящим на расстоянии между Луной и Землей вдали от телескопа, мы бы смогли вас увидеть».
Он также отличается по ключевым параметрам.
В то время как JWST в настоящее время компактно помещается в корпус ракеты, телескоп будет разворачиваться в космосе. Сегментированное зеркало с золотым покрытием из 18 шестиугольников будет охватывать в общей сложности 21 фут. Пятислойный ромбовидный солнцезащитный экран развернется до размеров теннисного корта, чтобы блокировать лишний свет, который может помешать поиску экзопланет и других тусклых космических объектов.
В отличие от оптического взгляда на вселенную Хаббла, JWST будет фокусироваться на инфракрасных длинах волн, чтобы он мог проникать сквозь газовые и пылевые облака для изображения удаленных объектов. Но инфракрасный свет по сути является тепловым излучением, поэтому его сверхчувствительные детекторы не могут быть загрязнены никаким другим теплом. Чтобы свести к минимуму собственное излучение, телескоп будет охлажден до температуры ниже -380 градусов по Фаренгейту, что едва ли теплее абсолютного нуля. И он будет отправлен почти на миллион миль от дома, в точку, где потребуется минимальное количество топлива, чтобы противодействовать гравитационному притяжению Солнца и Земли, и где щит сможет эффективно блокировать их свет.
Камеры телескопа с высоким разрешением в ближнем и среднем инфракрасном диапазоне, а также спектрографы, которые распределяют измеренный свет по составляющим длинам волн, будут приближать атмосферы ближайших планет и покрытые пылью звездные ясли. Они также исследуют некоторые из первых галактик, сформировавшихся в ранней Вселенной, которые люди никогда раньше не видели. Как только JWST заработает в полном объеме в середине 2022 года, он будет ежедневно передавать сотни гигабайт данных ученым на Землю и будет поддерживать постоянную связь через Deep Space Network, международную сеть гигантских антенн, управляемую NASA Jet Propulsion. Лаборатория. Ожидается, что его миссия продлится как минимум пять лет.
Самые популярные
Ученые попытаются использовать телескоп, чтобы решить одну из самых странных загадок космоса: тот факт, что никто не может точно определить скорость, с которой Вселенная взрывается наружу.
Измерения близлежащих пульсирующих звезд, называемых цефеидами, которые можно использовать в качестве вех, и измерения излучения ранней Вселенной не дают такого же ответа. «Многие из текущих проблем измерения расстояний с помощью цефеид, JWST позволит нам решить их немедленно, что очень интересно», — говорит Венди Фридман, астроном из Чикагского университета, возглавляющая исследовательскую программу по скорости расширения Вселенной, которая будет использовать ближняя инфракрасная камера телескопа. Хаббл преобразовал поле несколько десятилетий назад, и теперь JWST сможет сделать это снова, если Фридман и ее коллеги наконец разрешат космическое несоответствие. «Я действительно с нетерпением жду этого скачка технических возможностей», — говорит она.
Другие астрономы будут использовать JWST для исследования ранней Вселенной. «Наша цель — нанести на карту большую область неба и обнаружить тысячи галактик в течение нескольких сотен миллионов лет после Большого взрыва», — говорит Джейхан Карталтепе, астроном из Рочестерского технологического института и ведущий научный сотрудник COSMOS-Web, крупнейшая программа, использующая первый цикл наблюдений JWST.
Он обследует квадратный участок неба, в три раза превышающий площадь Луны, и изучит полмиллиона галактик. Карталтепе и ее коллеги делали все возможное с камерами Хаббла в прошлом, но Хаббл мог «только» видеть объекты на расстоянии около 25 миллиардов световых лет. Это означало, что самые ранние галактики, которые до сих пор не наблюдались и потенциально сильно отличались от нашего Млечного Пути, оставались загадкой.
Огромный телескоп также стал причиной массовых споров, особенно по поводу его стоимости и задержек. Двадцать лет назад в ходе десятилетнего исследования, в ходе которого группа экспертов, организованная Национальными академиями наук, инженерии и медицины, подготовила обширный отчет, в котором ранжируются следующие крупные проекты в области космической науки, они решили сделать строительство космического телескопа Джеймса Уэбба высший приоритет, как и его предшественники, включая Хаббл и Спитцер. Но хотя изначально НАСА планировало запуск на 2007 год, эта дата неоднократно переносилась.
По предварительным оценкам, бюджет составлял менее 1 миллиарда долларов в сегодняшних долларах, но ценник продолжал расти, в конечном итоге достигнув 8,8 миллиарда долларов, не считая около 1 миллиарда долларов на будущие операционные расходы. Члены Конгресса призвали к расследованию растущих расходов и задержек в 2010 г. и даже пригрозили прекратить финансирование в 2011 г.
«Когда мы начинали, наш начальник очень хотел, чтобы мы сделали что-то очень быстро и намного дешевле, чем обычно. Мы пытались, а потом сказали: «На самом деле это невозможно. Мы не хотим работать над этим 10 или 20 лет, а потом рисковать, что это может не сработать», — говорит Мазер. Он и его команда ничего не оставляли на волю случая, тщательно тестируя и разрабатывая избыточные версии систем, когда это было возможно. Он отмечает, что другие телескопы, такие как Хаббл, также столкнулись с многочисленными задержками и значительным увеличением стоимости. И его первые изображения были размытыми, проблема, которую астронавты должны были решить на орбите.
Но сегодня эти ранние проблемы давно забыты; то, что люди сейчас помнят, — это впечатляющие фотографии телескопа зарождающихся облаков звезд и соседних галактик.
Самые популярные
Совсем недавно некоторые астрономы и астрофизики утверждали, что НАСА следует переименовать свою новую флагманскую обсерваторию. В мартовской статье, опубликованной в журнале Scientific American , четверо ученых утверждали, что в 1960-х годах его тезка была осведомлена о политике «запугивания лавандой» в федеральном правительстве, включая НАСА, если не была причастна к ней. Подобно антикоммунистической «красной панике», эта политика вынудила многих работников ЛГБТК уйти с работы в федеральных агентствах.
Эти авторы, а также более 1700 других авторов в онлайн-петиции, которая была распространена после публикации этого мнения, призвали переименовать телескоп. Их возражения побудили НАСА провести внутреннее расследование в июне.
Агентство не обнародовало результаты этого исследования, но 27 сентября нынешний администратор НАСА Билл Нельсон направил в некоторые новостные агентства краткое заявление: Телескоп.»
«Я думаю, что НАСА могло бы добиться большего успеха со своими обещаниями прозрачности», — говорит Сара Таттл, астроном из Вашингтонского университета и один из авторов статьи. «Я, конечно, надеюсь, что в будущем НАСА рассмотрит вопрос о том, чтобы на самом деле организовать процесс сообщества, когда мы назовем и запустим более захватывающие крупные флагманские миссии». Она и другие ученые-космонавты сетуют на имя Джеймса Уэбба, поскольку оно досадно отвлекает от науки, которую открывает телескоп; они предложили альтернативы, такие как космический телескоп Гарриет Табман и космический телескоп Just Wonderful.
«Наше внимание должно быть сосредоточено на огромной мощи этого удивительного объекта, над созданием которого люди работали всю свою карьеру. То, что это увязнет в элементе противоречия, нехорошо для всех участников», — говорит Кейтлин Кейси, астроном из Техасского университета в Остине, которая возглавляет сотрудничество COSMOS-Web.
Эта группа изменила название своей исследовательской программы с COSMOS-Webb, и теперь Кейси обращается к телескопу только по его аббревиатуре.
Теперь, когда телескоп наконец прибыл, все взволнованно — и нервно — сосредоточены на его запуске. Незначительные сбои, связанные с приспособлением для крепления телескопа к верхней части ракеты и связанные с проблемой связи между обсерваторией и системой ракеты-носителя, привели к задержке запуска, который ранее был запланирован на 18 декабря.0003
Если запуск пойдет по плану, астрономам придется подождать около шести месяцев, пока самый большой рождественский подарок космонавтики не откроется и не станет свидетелем новых космических чудес. Во-первых, инженеры НАСА и их международные коллеги должны выполнять ежечасный пошаговый процесс раскладывания телескопа, перемещения его на место, охлаждения и проверки каждой части каждого инструмента, говорит Мэзер. Он ожидает, что научные наблюдения начнутся к началу лета.
Хаббл, который летает на низкой околоземной орбите, на протяжении многих лет нуждался в частом обслуживании астронавтами, и в последнее время у него возникают проблемы с оборудованием.
Для JWST не может быть ремонта в космосе, потому что он будет так далеко. Поскольку никто не может подплыть к JWST с помощью отвертки, инженерам приходится надеяться, что всех их систем тестирования и резервного копирования будет достаточно. Они также разработали методы дистанционной настройки телескопа, когда это необходимо. Например, ученые на земле могут точно выровнять зеркала телескопа, каждое из которых прикреплено к семи механическим двигателям.
Астрономы считают, что JWST не только принесет пользу науке, но и позволит передать эти знания людям, интересующимся далекими мирами, жизнью звезд и началом Вселенной. «Я думаю, что изображения будут такими же знаковыми и преобразующими, как изображения Хаббла, если не даже больше», — говорит Кейси. «Я буду очень взволнован, увидев их, и я думаю, что публика будет очарована ими».
Другие замечательные истории WIRED
- 📩 Последние новости о технологиях, науке и многом другом: получайте наши информационные бюллетени!
- Бесконечная миссия Дэвида Аттенборо по спасению нашей планеты
- ИИ обнаружил потенциал уничтожения супербактерий в человеческих белках
- Настройки конфиденциальности Android 12, которые вы должны обновить сейчас
- Пришло время переосмыслить будущее киберпанка
- 25 удивительных идей для подарков $25
- 👁️ Исследуйте ИИ, как никогда раньше, с нашей новой базой данных
- 🎧 Что-то не так? Оцените наши любимые беспроводные наушники, саундбары и динамики Bluetooth
Рамин Скибба — космический обозреватель WIRED, где он освещает самые обширные события, в том числе космических ученых, космических экологов, космическую политику, космические конфликты и космическую промышленность, от запуска до входа в атмосферу.
До прихода в WIRED он работал фрилансером в журналах Scientific American, The Atlantic, Undark, Slate и других журналах, а до этого он… Подробнее
ТемыКосмические аппаратыНАСАHubbletelescopesАстрономиякосмосэкзопланетыкосмологиявселеннаяКосмический телескоп Джеймса Уэбба
Еще из WIRED
астрономов под руководством UCI извлекают выгоду из раннего доступа к данным космического телескопа Джеймса Уэбба | Новости UCI
Ирвин, Калифорния, 14 ноября 2022 г. . Группа астрономов из Калифорнийского университета в Ирвине и других учреждениях первой в очереди на прием данных с космического телескопа Джеймса Уэбба использует беспрецедентно четкое наблюдения, чтобы раскрыть тайну внутренней работы галактик.
В статье, опубликованной сегодня в The Astrophysical Journal Letters , исследователи описывают свое исследование соседней галактики NGC 7469 с помощью сверхчувствительных инструментов обнаружения среднего инфракрасного диапазона JWST. Они провели самый подробный анализ взаимодействия между активным галактическим ядром, в котором доминирует сверхмассивная черная дыра, и окружающими его областями звездообразующих галактик.
«То, что мы видим в этой системе, стало для нас неожиданностью», — сказал ведущий автор Вивиан У., помощник научного сотрудника UCI в области физики и астрономии и член одной из 13 научных групп JWST Early Release. «Глядя на эту галактику лицом к лицу, мы можем видеть не только ветры от сверхмассивной черной дыры, дующие в нашем направлении, но и «ударный нагрев» газа, вызванный указанными ветрами очень близко к центральному активному галактическому ядру, что является чем-то вроде мы не ожидали, что сможем различать так ясно».
U отметил, что ударный нагрев происходит, когда ветер из черной дыры в центре галактики давит на окружающий плотный газ, создавая ударный фронт, который отдает энергию в межзвездную среду. По ее словам, этот эффект может влиять на звездообразование двумя противоположными способами. Сжимая газ в молекулярную форму, он может способствовать рождению новых звезд, или чрезмерно сильные процессы обратной связи от галактического ветра могут предотвратить рождение, разрушая звездные питомники.
По U, NGC 7469представляет собой сейфертовскую галактику с активным центром, в котором находится сверхмассивная черная дыра и кольцо областей звездообразования. На протяжении десятилетий астрономы пытались детально изучить динамику этих систем, которые составляют около 10 процентов всех галактик, но пыль, которой обычно много в их центре, усложнила задачу. JWST предоставил У и ее соавторам доступ к тому, что скрывается за пылевой завесой.
Используя 6,5-метровое зеркало телескопа и расширенный набор инструментов, в том числе Mid-Infrared Instrument, исследователи смогли нанести на карту несколько ключевых линий излучения ионизированного и молекулярного газа, которые информируют астрономов об условиях межзвездной среды — газа, пыль и излучение, которые существуют между звездными системами в галактике, — определение областей звездообразования внутри кольца звездообразования. Они также обнаружили высокоскоростной поток ионизированного газа, который имеет «голубое смещение», что означает, что он приближается к наблюдателю, а не движется в противоположном направлении.
«Недавно реализованная возможность спектроскопии интегрального поля среднего инфракрасного диапазона с помощью прибора среднего инфракрасного диапазона JWST теперь позволяет нам видеть не только то, что находится за пылью, но и то, как вещи движутся в очень малых масштабах, которые мы раньше не могли видеть. на этих длинах волн, — сказал У.
«Теперь у нас есть более четкая картина — по крайней мере, в этой системе — того, как активное галактическое ядро вытесняет газ и как это влияет на окружающий материал», — добавила она. «Мы видим явные признаки того, что ветры, управляемые черными дырами, выбрасывают энергию в межзвездную среду».
U сказал, что значительный вклад в волнующую динамику NGC 7469 вносит тот факт, что она сливается со второй галактикой.
«Взаимодействие с другой галактикой означает, что галактические вещества перемещаются в результате приливных сил и стягиваются к центру галактической системы при потере углового момента. Этот процесс приводит к тому, что центр галактики становится очень пыльным», — пояснила она.
«Вот почему вам нужны инструменты, подобные тем, что установлены на борту JWST, которые позволяют нам заглянуть сквозь пыль и облегчить наше понимание пылевых ядер сливающихся галактик».
Сегодняшняя публикация является одной из первых в серии статей Ю и ее сотрудников, в которых анализируются данные из программы JWST Early Release Science № 1328. По словам Ю, впечатляющие изображения и спектроскопические данные JWST предлагают всестороннее представление о том, как галактики развиваются посредством механизма слияния, и позволяет ее команде углубиться в физику звездообразования, роста черных дыр и обратной связи в близлежащих сливающихся галактиках.
Основными исследователями являются У, Ли Армус из Центра обработки и анализа инфракрасного излучения Калифорнийского технологического института и Аарон Эванс из Национальной радиоастрономической обсерватории в Вирджинии. Исследование было поддержано НАСА и основано на наблюдениях космического телескопа Джеймса Уэбба, которым совместно управляют НАСА, Европейское космическое агентство и Канадское космическое агентство.
О кампании UCI «Великолепное будущее»: Публично запущенная 4 октября 2019 года кампания «Великолепное будущее» направлена на повышение осведомленности и поддержку UCI. Привлекая 75 000 выпускников и получая 2 миллиарда долларов в виде благотворительных инвестиций, UCI стремится достичь новых высот в успехах студентов, здоровье и благополучии, исследованиях и многом другом. Школа физических наук играет жизненно важную роль в успехе кампании. Узнайте больше, посетив https://brilliantfuture.uci.edu/uci-school-of-physical-sciences.
О Калифорнийском университете в Ирвине: UCI, основанный в 1965 году, является членом престижной Ассоциации американских университетов и входит в десятку лучших государственных университетов страны по версии U.S. News & World Report . Кампус выпустил пять нобелевских лауреатов и известен своими академическими достижениями, ведущими исследованиями, инновациями и талисманом-муравьедом.