Содержание
Телескоп «Джеймс Уэбб» прибыл к месту назначения и начинает наблюдение за Вселенной
Подпишитесь на нашу рассылку ”Контекст”: она поможет вам разобраться в событиях.
Автор фото, NASA/CIL/Adriana Manrique Gutierrez
Подпись к фото,
Компьютерная графика: «Джеймс Уэбб» в космосе
Телескоп «Джеймс Уэбб», который должен заменить в космосе знаменитый «Хаббл», после месячного путешествия добрался до пункта назначения, расположенного в несколько раз дальше Луны.
В течение 30 дней после запуска он преодолел 1,5 млн километров и достиг места своего постоянного расположения в «точке Лагранжа», где он может оставаться неподвижным, поскольку гравитационные поля Земли и Солнца компенсируют друг друга.
Инженеры уже развернули гигантский телескоп, который для запуска пришлось сложить в виде оригами (иначе он не поместился бы ни в одну ракету).
Теперь нужно «отполировать» основное зеркало — то есть дистанционно откалибровать положение всех 18 шестиугольных бериллиевых сегментов с золотым напылением так, чтобы зазор между ними не превышал тысячные доли миллиметра.
Кроме того, ученым предстоит включить основные инструменты телескопа.
«Мы довольно активно работаем над тем, чтобы все 18 элементов работали как одно большое зеркало, и вторичное зеркало также нужно довести до оптимального состояния», — сказал Би-би-си Чарли Аткинсон, главный инженер отвечающего за телескоп отдела компании Northrop Grumman.
- Безукоризненное начало миссии «Джеймса Уэбба». Ученые показали, как телескоп отправился в космос
- Лунная гонка началась. Кто и как пишет правила игры?
- Телескоп «Хаббл» отпраздновал свое 30-летие снимком далекого космоса
Чтобы полностью подготовить «Джеймс Уэбб» к работе, уйдёт ещё несколько месяцев. Ожидается, что он будет введен в эксплуатацию к июню или июлю этого года.
Автор фото, Northrop Grumman
Подпись к фото,
Каждый из элементов основного зеркала телескопа нужно отрегулировать, чтобы образовалась одна гладкая поверхность
Запуск гигантского телескопа — масштабного проекта стоимостью 10 млрд долларов — состоялся 25 декабря и прошел идеально гладко: ракета вывела «Джеймса Уэбба» на нужную высоту, под нужным углом относительно экватора и с нужным ускорением.
Более того, ученым даже повезло: в ходе маневров удалось сэкономить немного топлива, и теперь телескоп сможет работать в космосе дольше.
Ученые надеются, что «Джеймс Уэбб» позволит им заглянуть далеко в прошлое, во времена формирования Вселенной и галактик. Это возможно, поскольку телескоп способен улавливать сигналы, исходящие от звезд на расстоянии до 13,5 млрд световых лет. То есть он сможет посмотреть на Вселенную такой, как она выглядела всего через 200 млн лет после Большого взрыва.
Подробнее о том, как будет работать «Джеймс Уэбб» и почему ученые надеются сделать с его помощью революционные открытия, рассказывает наш корреспондент Николай Воронин.
- Тернистый путь к звездам. Запуск телескопа «Джеймс Уэбб» открыл новую эру в изучении космоса
«Джеймс Уэбб»: запуск космического телескопа ознаменовал новую эру в изучении Вселенной
- Николай Воронин
- Корреспондент по вопросам науки
Подпишитесь на нашу рассылку ”Контекст”: она поможет вам разобраться в событиях.
Автор фото, ESA
Подпись к фото,
Запуск ракеты Ariane 5 с телескопом на борту был осуществлен с космодрома во Французской Гвиане
С космодрома Куру во Французской Гвиане запущена ракета с космическим телескопом «Джеймс Уэбб» на борту — беспрецедентный по своим масштабам проект, обошедшийся НАСА в 10 млрд долларов и опоздавший к расчетному запуску на полтора десятилетия.
Названный в честь главы НАСА 1960-х, исполинский аппарат, который нередко называют сменщиком «Хаббла», поможет ученым заглянуть на миллиарды лет в прошлое, увидеть Вселенную совсем юной и в подробностях рассмотреть, как из пыли Большого взрыва рождались самые первые звезды и галактики.
Бесценные данные, по крупице собранные золотым зеркалом обсерватории, откроют нам тайны времени и пространства, расскажут об эволюции галактик — а возможно, и помогут отыскать человечеству новый дом.
Расширяя горизонты
Путь телескопа к звездам был, как и полагается, тернист — и растянулся аж на четверть века.
Вывести на орбиту «Космический телескоп следующего поколения» (NGST) — так обсерватория называлась изначально — решили еще в 1996-м. За год до этого швейцарские астрономы Мишель Майор и Дидье Кело достоверно подтвердили существование первой известной нам планеты за пределами Солнечной системы.
Для просмотра этого контента вам надо включить JavaScript или использовать другой браузер
Подпись к видео,
Ожидание: «Джеймс Уэбб» поведает космические тайны
Именно это открытие, удостоенное в 2019 году Нобелевской премии по физике, можно считать отправной точкой миссии. В НАСА поняли: если экзопланеты действительно существуют (раньше уверенности в этом не было), то для их поиска и изучения необходимо принципиально новое устройство.
Наземным обсерваториям такая задача не под силу: они видят лишь лучи, сумевшие преодолеть мощный фильтр земной атмосферы. Экзопланеты же светят тусклым, отраженным светом, который до поверхности Земли не доходит.
А значит, новый аппарат должен вести свои наблюдения из космоса.
К тому времени на орбите уже несколько лет работал знаменитый «Хаббл», однако он для поиска далеких планет тоже не подходил. Оптика телескопа улавливает в основном только лучи видимого спектра (то есть те, что доступны человеческому глазу) — а там, как объясняют эксперты, разглядеть далекие планеты шансов попросту нет.
- Телескоп «Хаббл» отпраздновал свое 30-летие снимком далекого космоса
«В видимом спектре экзопланеты не видны, поскольку они значительно меньше и слабее своих собственных звезд, — объясняет старший научный сотрудник Института космических исследований РАН Олег Угольников. — А вот в инфракрасной области экзопланеты со звездами вполне могут конкурировать. Планеты ведь намного холоднее — а потому светят прежде всего именно в инфракрасном диапазоне».
Ровно к такому же выводу пришли в НАСА: на смену «Хабблу» должна прийти инфракрасная космическая обсерватория.
Утвердив проект миссии расчетной стоимостью 500 млн долларов, запуск нового телескопа оптимистично назначили на 2007 год.
Космический долгострой
Автор фото, EPA
Подпись к фото,
Ракета Ariane 5 с телескопом «Джеймс Уэбб» на стартовой площадке
Пропустить Подкаст и продолжить чтение.
Подкаст
Что это было?
Мы быстро, просто и понятно объясняем, что случилось, почему это важно и что будет дальше.
эпизоды
Конец истории Подкаст
За первый же год стоимость работы выросла вдвое, до 1 млрд. За следующие четыре года — еще в 2,5 раза.
В 2010 году, когда на телескоп было потрачено уже 5 млрд (то есть в 10 раз больше запланированного), а запуск многострадальной обсерватории все откладывался (на тот момент речь шла о 2015-м), судьба «Джеймса Уэбба» повисла на волоске.
Каждая новая отсрочка увеличивала и без того астрономические расходы, а это не добавляло проекту симпатий. Стали поговаривать, что долгострой слишком затянулся, превратив телескоп в «чемодан без ручки» — тот, что и нести неудобно, и бросить жалко.
Масла в огонь подливал тот факт, что разразившийся незадолго до того глобальный финансовый кризис не обошел стороной и НАСА. Денег едва хватало даже на самые важные проекты — так что, пока бюджет «Джеймса Уэбба» продолжал расти как на дрожжах, большинство других космических программ пришлось отложить до лучших времен, а некоторые и вовсе зарезать на корню.
Чтобы разобраться в причинах катастрофического перерасхода, сенат США провел независимое расследование. По его итогам в журнале Nature была опубликована статья, озаглавленная (ни много ни мало) «Телескоп, который сожрал астрономию». Там говорилось, что в целях экономии средств власти рассматривают все варианты: «в том числе возможный отказ от [установки на телескоп] каких-то приборов и другие способы сокращения расходов».
Автор фото, NAtu
Подпись к фото,
Заголовок той самой статьи в Nature от 27 октября 2010 г.
Не имея возможности свернуть излишне амбициозный проект самостоятельно, законодатели придумали сократить годовой бюджет НАСА ровно на ту сумму, которую планировалось потратить на «Джеймса Уэбба». Однако, к огромному удивлению обитателей Капитолийского холма, на защиту «телескопа, сожравшего астрономию», поднялась едва ли не вся мировая научная общественность.
Американское астрономическое общество выступило с резким заявлением, назвав обсерваторию «краеугольным камнем космической астрономии США на ближайшие два десятилетия» и заверив, что «какие бы выгоды для бюджета ни принесло в краткосрочной перспективе закрытие JWST, нанесенный [этим решением] ущерб будет просто несопоставим по масштабам».
Ученых поддержали несколько влиятельных международных изданий, которые раструбили историю по всему миру — и в результате обсерваторию удалось отстоять.
Автор фото, Getty Images
Подпись к фото,
В 2010 году администратору НАСА Чарльзу Болдену-младшему не раз приходилось защищаться от нападок конгрессменов
За прошедшие с тех пор 10 лет запуск успели перенести еще четыре раза. В итоге «Джеймс Уэбб» обошелся НАСА в поистине астрономические 10 млрд долларов, превысив расчетную стоимость проекта в 20 раз.
И все же эксперты, как и прежде, в один голос уверяют, что колоссальные затраты на строительство телескопа полностью оправданы. Ведь для мирового научного сообщества собранные им данные будут абсолютно бесценны.
Отразившись в золотом зеркале «Джеймса Уэбба», Вселенная предстанет перед нами в новом свете. В самом прямом смысле слова.
Показать то, что скрыто
Тысячелетиями наши предки вглядывались в звездное небо, придумывая для этого все более и более сложные устройства, — но видели лишь то, что позволяла им анатомия.
Каким бы мощным ни был телескоп, во сколько бы раз ни приближал он изображение, фоторецепторы человеческого глаза способны распознавать лишь волны определенной длины, примерно в диапазоне от 400 до 800 нм.
Всё остальное излучение остается для нас невидимым.
Оценить, насколько много остается «за кадром», несложно: достаточно взглянуть на шкалу электромагнитного излучения целиком и найти на ней узкую радужную полоску в центре.
Ее края отмечают границы видимого диапазона. А находящийся между ними отрезок, соответственно, вмещает в себя всё разнообразие известных нам цветовых оттенков (их, как принято считать, мы различаем около миллиона).
Всё, что находится слева и справа от радужной полосы — излучение невидимое. Так что о его существовании наши далекие предки, конечно же, знать не могли.
Возможность расширить эти естественные границы появилась лишь в первой половине XIX века, когда были открыты тепловые инфракрасные лучи — невидимые глазу, но все же доступные нашему сенсорному восприятию.
Впрочем, развернуть тепловые сенсоры к небу никому не пришло в голову — казалось бы, зачем? Лишь сто с лишним лет спустя, уже после Второй мировой войны, ученые поняли, какое огромное преимущество дает изучение звездного неба в инфракрасном (ИК) диапазоне и осознали, насколько мощный инструмент есть в их распоряжении.
Дело в том, что по сравнению с видимым излучением, которое легко рассеивается космической пылью, инфракрасные волны значительно длиннее — в десятки и даже сотни раз. Поэтому распространяются они гораздо дальше — без особого труда пронизывая межзвездные облака и показывая то, что скрыто за ними. Там, куда раньше заглянуть мы просто не могли.
«Наша галактика пылью очень богата, — объясняет Олег Угольников, — поэтому в оптическом диапазоне мы не видим ни чёрной дыры [вокруг которой закручен спиральными рукавами Млечный Путь], ни ее окрестностей — ни вообще всего того, что находится в центре нашей галактики. Там вполне могут быть очень яркие звезды, какие-то другие объекты. Но в оптике мы их не видим — а в ИК-диапазоне будем видеть».
Откройся, бездна, звезд полна
Другими словами, с помощью «Джеймса Уэбба» мы наконец-то сможем заглянуть в самые укромные, самые удаленные от нас уголки Вселенной.
Причем удаленные не только в пространстве, но и во времени.
Ведь телескоп способен разглядеть объекты, расположенные на расстоянии до 13,5 млрд световых лет.
А значит, и мы с вами сможем увидеть, как 13,5 млрд лет назад выглядела наша Вселенная — спустя всего (!) 200 млн лет после Большого взрыва. Когда гравитация только начинала захватывать в свои цепкие лапы облака космической пыли, скатывая из них шарики и закручивая в спирали.
В какой-то момент шарики сожмутся так плотно, что атомы начнут буквально вдавливаться друг в друга, запустив реакцию термоядерного синтеза. Тогда на их месте вспыхнут первые звезды.
Если нам повезет, мы сможем увидеть эти вспышки своими глазами, уверяет Хейди Хэммел, исполнительный вице-президент американской Ассоциации университетов, занимающихся исследованиями космоса (AURA). AURA объединяет полсотни научных коллективов, которые руководят работой всех наземных обсерваторий США и космических аппаратов НАСА — проще говоря, ученых, определяющих направление развития астрономии.
Вот уже почти 20 лет доктор Хэммел фактически возглавляет всю научную работу, ведущуюся в рамках мегапроекта «Джеймс Уэбб». И по ее словам, 15-летняя задержка не то чтобы удивительна: ведь даже сами технологии, необходимые для работы телескопа, удалось изобрести лишь спустя три года после расчетного запуска.
«Мы никогда не строили ничего подобного! — разводит руками она. — Никогда в жизни с гражданского космодрома мы не запускали свернутое в оригами, состоящее из 18 отдельных фрагментов зеркало — вместе с точно так же свернутым под ним солнцезащитным экраном, — которые после запуска нужно будет ещё развернуть!»
Квант света в темном царстве
Зеркало телескопа — и правда настоящее произведения инженерного искусства. Однако чтобы понять принцип его работы, вовсе не обязательно хорошо разбираться в физике. Достаточно найти в настройках любой фотокамеры режим ночной съемки — и посмотреть, чем он отличается от обычного.
При съемке в темноте (то есть когда освещения недостаточно), диафрагма объектива открывается шире и остается открытой дольше — в самом прямом смысле слова собирая свет по крупицам, пока его не наберется достаточно, чтобы сделанное изображение получилось ярким и отчетливым.
«Джеймс Уэбб» работает примерно по тому же принципу. Чтобы разглядеть в глубинах космоса источник слабого теплового излучения, телескопу придется довольно долго вглядываться в черную бездну, накапливая результаты многочисленных наблюдений.
Для этого необходимо решить две проблемы. Во-первых, для поиска в ИК-диапазоне научные приборы должны работать при температуре близкой к абсолютному нулю. Иначе фоновый шум от самого телескопа перебьет все результаты измерений: волны все же тепловые. Поэтому орбита «Джеймса Уэбба» выбрана так, чтобы обсерватория все время находилась в тени Земли, а с солнечной стороны аппарат развернет пятислойный экран из тончайшего пластика размером с теннисный корт.
Именно поэтому такую огромную роль играет размер. Чтобы разглядеть крохотные объекты в далекой галактике, зеркало должно быть огромным. Ведь в космической обсерватории оно выполняет ту же роль, что диафрагма фотообъектива: чем больше размер отражателя, тем больше света он способен уловить.
Основное зеркала «Хаббла» — самого мощного на сегодняшний день космического телескопа, диаметром почти 2,5 метра. Впрочем, даже оно выглядит довольно скромно на фоне позолоченного блюда «Джеймса Уэбба» диаметром 6,5 метра.
Сделанная из бериллия (этот металл всего в 1,8 раза тяжелее воды) и покрытая тончайшей золотой пленкой, исполинская чаша весит даже меньше, чем хаббловское зеркало.
Оторвать столь гигантскую конструкцию от земли и вывести ее на орбиту совершенно невозможно физически: она попросту не поместится ни в одну из существующих на сегодняшний день ракет. Поэтому инженеры НАСА придумали «разбить» зеркало на несколько частей и сложить их в ракету как оригами.
Танцы в космосе
Хейди Хэммел вспоминает, что запуск «Хаббла» сопровождался скандалом. После многолетней подготовки к старту, когда обсерваторию наконец-то вывели на орбиту, выяснилось, что ее оптика настроена неверно и изображение получается не в фокусе.
«Дело в том, что зеркало «Хаббла» монолитное, — объясняет она. — Фактически это кусок стекла, из которого изготовили линзу — и линза эта должна была иметь идеальную, точно рассчитанную форму. А форма в итоге оказалась не идеальной».
Другими словами, телескоп оказался неспособен выполнять свою основную, если не единственную задачу. Так что первым делом к «Хабблу» пришлось отправить пилотируемую миссию, участники которой уже на орбите довели телескоп до ума.
«По счастью, расхождение с расчетами было небольшим, — продолжает эксперт. — Причем мы точно знали, на сколько ошиблись и в каком именно месте. Поэтому мы смогли компенсировать эту ошибку — фактически, надеть телескопу очки».
Надеть очки «Джеймсу Уэббу» не получится. Обсерватория будет располагаться слишком далеко от Земли, чтобы туда можно было послать астронавтов — примерно вчетверо дальше Луны. Поэтому зеркало изначально конструировали как устройство полностью автономное. Его фрагменты подвижны, поэтому настраивать и подгонять их можно будет с Земли, почти в режиме реального времени.
На то чтобы при помощи сложнейшей космической хореографии развернуть конструкцию, сложить по частям и настроить зеркало, подогнать и направить солнцезащитный экран, уйдет почти три месяца.
За это время телескоп произведет более 300 критических операций, каждая из которых должна пройти идеально гладко. В противном случае «Джеймс Уэбб» не сможет выполнять свои функции — иначе работу практически придется начинать заново.
На смену «Хабблу»
Изначально новая обсерватория задумывалась как преемник знаменитого «Хаббла». Запущенный НАСА в 1990 году, этот космический телескоп произвел настоящую революцию в астрономии.
На основе данных его наблюдений написаны без преувеличения десятки тысяч научных статей. В числе этих работ, как уже было сказано, есть и открытия, удостоенные Нобелевской премии.
Однако эксперты отмечают еще одну важную деталь. Помимо бесчисленных академических регалий, несомненная заслуга «Хаббла» состоит в том, что он развернул науку лицом к обывателю, сделав астрономию интересной широкой публике.
Для людей, не получивших соответствующего образования или просто далеких от науки, линза телескопа почти магическим образом превращает непонятные (а потому скучные) математические формулы — в удивительной красоты изображения.
Завораживающие, запоминающиеся — именно они в конечном итоге формируют наши представления о том, как выглядит Вселенная.
Одна из самых известных таких фотографий — «Столпы творения», запечатлевшая гигантские скопления пыли и газа, где только начинают формироваться новые звезды. При помощи «Джеймса Уэбба» астрономы планируют вновь заглянуть в этот уголок Вселенной.
«Межзвездная пыль, из которых состоят «столпы», в инфракрасном диапазоне становится прозрачной, — объясняет доктор Хэммел. — Мы сможем посмотреть за них — сквозь них — и увидеть, что происходит внутри. Своими глазами заглянуть в небесные ясли, где рождаются звезды, и рассмотреть их в мельчайших подробностях».
Самой Хэммел не терпится увидеть первые галактики, сформировавшиеся в совсем еще юной Вселенной. Разобравшись в их структуре, она хочет понять, как галактики формируются в принципе и как выглядит их эволюция.
«Я 20 лет ждала этого запуска — чтобы провести наблюдения и получить ответы на научные вопросы, отыскать которые на Земле просто невозможно. У нас попросту нет другого способа туда заглянуть. А вопросы эти настолько важны, что, на мой взгляд, с научной точки зрения, это полностью оправдывает и огромные денежные затраты, и годы ожидания».
В поисках нового дома
Доктор Хэммел уверена, что многие из будущих открытий «Уэбба» мы не можем на сегодняшний день даже вообразить.
И в качестве аналогии приводит его предшественника.
Когда инженеры НАСА строили и запускали «Хаббл», у телескопа, конечно же, был целый список задач — вопросов, на которые он должен был найти ответы. И главным из них был вопрос о возрасте и размере известной нам Вселенной.
За 30 с лишним лет работы на орбите «Хаббл» помог ученым сделать десятки важнейших открытий, опровергнув сразу несколько авторитетных теорий и заставив нас в значительной степени пересмотреть наши представления о космосе.
«Если задаться целью составить список из 10 самых важных сделанных «Хабблом» открытий, возраст и размер Вселенной, туда, конечно, попадут — как и еще несколько открытий, которые планировалось сделать изначально. Но добрая половина этого списка — открытия, о которых изначально никто даже не думал. На момент запуска телескопа ничего подобного мы себе даже вообразить не могли».
И действительно, кто же мог заранее предположить, что — вопреки известным нам законам физики — Вселенная расширяется с ускорением? А чтобы это как-то объяснить, придется разработать гипотезу темной материи?
Кроме того, теперь у нас есть возможность изучать состав атмосферы планет, вращающихся вокруг разных звезд — не только Солнца.
Ведь рано или поздно человечеству придется искать себе новый дом.
Очевидных претендентов пока нет. Ученым не удалось найти нашей Солнечной системе подходящего двойника — так, чтобы планета, похожая на Землю, вращалась вокруг солнцеподобной звезды. Но это, конечно же, вовсе не значит, что такого двойника нет. Поиски продолжаются.
По словам Хейди Хэммел, совершенно не исключено, что подходящая цель будет обнаружена уже в ближайшие три-четыре года. Тогда, понятное дело, к ней устремят свой взгляд не только астрономы, но и большинство людей, живущих на нашей планете.
Космический телескоп Джеймса Уэбба НАСА: полное руководство
Космический телескоп Джеймса Уэбба — самый большой и мощный космический телескоп на сегодняшний день.
(Изображение предоставлено: dima_zel через Getty Images)
Космический телескоп имени Джеймса Уэбба НАСА (JWST) — это инфракрасная космическая обсерватория, запущенная 25 декабря 2021 года с космодрома ЕКА в Куру во Французской Гвиане в 7:20 утра по восточному стандартному времени (12:20 по Гринвичу; 9:20 по местному времени в Куру).
) на борту ракеты-носителя Arianespace Ariane 5. На сегодняшний день это самый большой и мощный космический телескоп.
НАСА опубликовало первые научные изображения с вебба в прямом эфире 12 июля 2022 года. изучите первые изображения более подробно и узнайте, что они означают для науки JWST.
Космический телескоп Джеймса Уэбба стоимостью 10 миллиардов долларов будет исследовать космос, чтобы раскрыть историю Вселенной от Большого взрыва до образования экзопланет и далее. Это одна из Великих обсерваторий НАСА, огромных космических инструментов, таких как космический телескоп Хаббла, которые заглядывают вглубь космоса.
Для получения последних новостей и обновлений о миссии посетите нашу страницу миссии космического телескопа имени Джеймса Уэбба НАСА: текущие обновления.
Штатный писатель, космический полет
Элизабет Хауэлл (доктор философии) подробно освещала космический телескоп Джеймса Уэбба с 2010 года, в том числе посетила Центр космических полетов имени Годдарда НАСА и Канадскую лабораторию Дэвида Флориды, чтобы посмотреть на его компоненты в стадии строительства.
Элизабет написала книгу «Поиск жизни на Марсе» в соавторстве с научным писателем Николасом Бутом, рассказывая о планетарной науке, которую Уэбб добавит в ближайшие годы.
Космический телескоп Джеймса Уэбба: основные факты
Дата запуска: 25 декабря 2021 г.
Стоимость (на момент запуска): 10 миллиардов долларов.
Орбита: JWST будет вращаться вокруг Солнца вокруг второй точки Лагранжа (L2) на расстоянии почти 1 миллион миль (1,5 миллиона километров) от Земли.
Размер главного зеркала: 21,3 фута (6,5 метра) в поперечнике.
Солнцезащитный козырек: 69,5 футов на 46,5 футов (22 метра x 12 метров).
Масса: 14 300 фунтов (6 500 кг).
Космическому телескопу Джеймса Уэбба потребовалось всего 30 дней, чтобы пройти почти миллион миль (1,5 миллиона километров) к своему постоянному дому: точке Лагранжа 2 — гравитационно стабильному месту в космосе.
Телескоп прибыл в L2, вторую точку Лагранжа между Солнцем и Землей, 24 января 2022 года. эта орбита позволит телескопу оставаться на одной линии с Землей, когда он вращается вокруг Солнца. Это было популярное место для нескольких других космических телескопов, включая космический телескоп Гершеля и космическую обсерваторию Планка.
Связанный: Как работает космический телескоп Джеймса Уэбба на фотографиях ранняя Вселенная, рождение звезд и протопланетных систем, а также планет (включая происхождение жизни). юстировка телескопа. (Изображение предоставлено: Будущее)
11 июля 2022 года НАСА объявило, что все 17 «режимов» научных инструментов обсерватории были полностью проверены и что космический телескоп Джеймса Уэбба готов начать свою эпическую научную миссию.
Мощный космический телескоп Джеймса Уэбба сделает удивительные фотографии небесных объектов, как и его предшественник, космический телескоп Хаббл. К счастью для астрономов, космический телескоп Хаббл остается в хорошем состоянии, и вполне вероятно, что два телескопа будут работать вместе в течение первых лет существования JWST.
JWST также будет изучать экзопланеты, ранее идентифицированные космическим телескопом «Кеплер», и следить за наблюдениями в реальном времени с наземных космических телескопов.
Космический телескоп Джеймса Уэбба — результат впечатляющего международного сотрудничества между НАСА, Европейским космическим агентством (ЕКА) и Канадским космическим агентством. По данным НАСА, в JWST участвовало более 300 университетов, организаций и компаний из 29 штатов США и 14 стран. Номинальная продолжительность работы космического телескопа Джеймса Уэбба составляет пять лет, но цель — 10 лет. Согласно ЕКА .
Запуск и развертывание космического телескопа Джеймса Уэбба
Космический телескоп НАСА имени Джеймса Уэбба (JWST), запущенный 25 декабря 2021 года с космодрома ЕКА в Куру во Французской Гвиане, в 7:20 утра по восточному стандартному времени (12:20 по Гринвичу; 9:20 по местному времени в Куру) на борту Arianespace. Ракета Ариан 5.
Благодаря успешному и точному запуску НАСА объявило, что у JWST должно быть достаточно топлива, чтобы более чем удвоить его минимальный ожидаемый срок службы в 10 лет.
С момента запуска космический телескоп Джеймса Уэбба продолжает совершенствоваться.
Где находится космический телескоп Джеймса Уэбба?
Космический телескоп Джеймса Уэбба в настоящее время находится в точке L2, второй точке Лагранжа между Солнцем и Землей. L2 — это точка в космосе вблизи Земли, расположенная напротив Солнца. Вы можете более подробно отслеживать Уэбба на веб-сайте НАСА «Где находится Уэбб» (открывается в новой вкладке).
Впечатляющее HD-видео запечатлело обсерваторию, улетающую от ракеты Ariane 5, которая доставила ее в космос. Трехминутное видео показывает, как Уэбб медленно отходит от ступени ракеты и разворачивает солнечные батареи.
Космический телескоп Джеймса Уэбба после отделения от ракеты-носителя Ариан-5, доставившей его в космос. Это один из наших последних видов впечатляющего телескопа. (Изображение предоставлено ESA)
(открывается в новой вкладке)
Космический телескоп Джеймса Уэбба развернул и протестировал ключевую антенну 26 декабря 2021 года, процесс, который занял около часа, согласно заявлению НАСА (открывается в новая вкладка).
Антенна будет отвечать за два раза в день сброс научных данных на Землю. Буквально через сутки, 27 декабря, обсерватория вышла за пределы орбиты Луны.
31 декабря 2021 года Уэбб успешно развернул свой массивный солнцезащитный щит. Натяжение пяти слоев солнцезащитного козырька началось 3 января 2022 г. и было завершено на следующий день. Вторичное зеркало телескопа было успешно развернуто и зафиксировано 5 января 2022 г.
Затем, 8 января 2022 г., НАСА объявило, что космический телескоп Джеймса Уэбба успешно развернул гигантское главное зеркало и теперь полностью развернут. Следующим шагом для Уэбба является выравнивание 18 отдельных зеркал, составляющих главное зеркало обсерватории. По оценкам НАСА, работа по выравниванию может занять до 120 дней после запуска.
Космический телескоп Джеймса Уэбба достиг своего конечного пункта назначения: L2, второй точки Лагранжа между Солнцем и Землей, вокруг которой он будет вращаться, 24 января 2022 года, пройдя почти миллион миль (1,5 миллиона километров).
Изображения космического телескопа Джеймса Уэбба
Первые научные изображения космического телескопа Джеймса Уэбба были официально опубликованы НАСА во время прямой трансляции 12 июля в 10:30 по восточному времени (14:30 по Гринвичу). Они включали Космические скалы в туманности Киля, поразительную туманность Южное кольцо, квинтет Стефана и анализ состава атмосферы экзопланеты горячего газового гиганта WASP-9.6 б.
Связанный: Первые фотографии космического телескопа Джеймса Уэбба (галерея)
«Знаете, что меня больше всего волнует?» Об этом заявил помощник администратора НАСА по науке Томас Зурбухен во время мероприятия после того, как изображения были обнародованы. «Есть десятки тысяч ученых — и, честно говоря, некоторые из них только что родились или даже не родились — которые извлекают пользу из этого удивительного телескопа, потому что он будет с нами в течение десятилетий».
Связанный: Вот! Потрясающие первые научные снимки космического телескопа Джеймса Уэбба уже здесь.
Днем ранее, 11 июля 2022 года, президент Джо Байден, вице-президент Камала Харрис и администратор НАСА Билл Нельсон представили первое изображение научного качества, полученное космическим телескопом Джеймса Уэбба.
Потрясающее изображение показывает самое глубокое инфракрасное изображение Вселенной на сегодняшний день, согласно заявлению НАСА , и было создано с использованием всего 12,5 часов времени наблюдений на одном из четырех инструментов телескопа.
Первое публично опубликованное изображение научного качества, полученное с космического телескопа Джеймса Уэбба НАСА и полученное 11 июля 2022 года, представляет собой самый глубокий инфракрасный снимок Вселенной на сегодняшний день. (Изображение предоставлено НАСА, ЕКА, CSA и STScI)
До публикации первого изображения и данных компания Webb уже предоставила нам несколько впечатляющих изображений во время проверки приборов.
11 февраля. НАСА объявило , что космический телескоп Джеймса Уэбба сделал первые снимки звездного света.
На первом изображении, сделанном Уэббом, была звезда под названием HD 84406. Свет от HD84406 был захвачен 18 зеркальными сегментами Уэбба, расположенными на главном зеркале, в результате чего образовалась мозаика из 18 разбросанных ярких точек.
Первое опубликованное изображение, полученное космическим телескопом Джеймса Уэбба, показывает часть мозаики, созданной в течение 25 часов, начиная со 2 февраля 2022 года, в начале процесса выравнивания 18 сегментов зеркала космического телескопа Джеймса Уэбба. (Изображение предоставлено НАСА)
(открывается в новой вкладке)
«Поскольку Уэбб будет выравниваться и фокусироваться в течение следующих нескольких месяцев, эти 18 точек постепенно станут одной звездой», — Томас Цурбухен, помощник администратора НАСА в Управлении научной миссии, Об этом говорится в твиттере (откроется в новой вкладке).
18 февраля. НАСА опубликовало новое улучшенное изображение HD84406, на котором 18 несфокусированных копий звезды образуют нарочито шестиугольную форму. Как только обсерватория успешно выровняет отдельные сегменты главного зеркала, она начнет процесс наложения изображений. Это объединит 18 изображений друг с другом в один четкий вид.
Уэбб также сделал впечатляющее «селфи» с помощью специальной камеры внутри прибора NIRCam. Камера предназначена для использования в инженерных целях и в целях юстировки.
«Селфи» показывает 18 сегментов главного зеркала космического телескопа Джеймса Уэбба, видимые со специальной камеры внутри прибора NIRCam. (Изображение предоставлено НАСА)
(открывается в новой вкладке)
На «селфи» вы можете видеть, что один из сегментов зеркала сияет ярче, чем другие, потому что это единственный сегмент в то время, когда он успешно выровнен и направлен. у звезды. Остальные сегменты зеркала были успешно выровнены один за другим.
28 апреля, НАСА объявил в заявлении , что космический телескоп Джеймса Уэбба завершил этап юстировки, продемонстрировав, что он может получать «четкие, хорошо сфокусированные изображения» всеми четырьмя своими научными инструментами.
Космический телескоп НАСА имени Джеймса Уэбба теперь может делать четкие изображения небесных объектов с помощью нескольких инструментов, объявило агентство 28 апреля 2022 года. (Изображение предоставлено НАСА/STScI) , президент Джо Байден, вице-президент Камала Харрис и администратор НАСА Билл Нельсон представили первое изображение научного качества, полученное космическим телескопом Джеймса Уэбба.
Потрясающее изображение показывает самое глубокое инфракрасное изображение Вселенной на сегодняшний день, согласно заявлению НАСА , и было создано с использованием всего 12,5 часов времени наблюдений на одном из четырех инструментов телескопа.
Научный мандат космического телескопа Джеймса Уэбба
Научный мандат JWST в основном разделен на четыре области:
Первый свет и реионизация
Это относится к ранним стадиям развития Вселенной после того, как Большой взрыв дал начало Вселенной, какой мы ее знаем. Cегодня. На первых этапах после Большого взрыва Вселенная представляла собой море частиц (таких как электроны, протоны и нейтроны), и свет не был виден до тех пор, пока Вселенная не остыла достаточно, чтобы эти частицы начали объединяться. Еще одна вещь, которую JWST будет изучать, — это то, что произошло после образования первых звезд; эта эпоха называется «эпохой реионизации», потому что она относится к тому времени, когда нейтральный водород был реионизирован (снова получил электрический заряд) под действием излучения этих первых звезд.
Главное зеркало космического телескопа Джеймса Уэбба диаметром 21,3 фута (6,5 метра). (Изображение предоставлено НАСА/К. Ганн)
(открывается в новой вкладке)
Собрание галактик
Рассмотрение галактик — полезный способ увидеть, как материя организована в гигантских масштабах, что, в свою очередь, дает нам подсказки, как как развивалась Вселенная. Спиральные и эллиптические галактики, которые мы видим сегодня, на самом деле эволюционировали из разных форм в течение миллиардов лет, и одна из целей JWST — оглянуться на самые ранние галактики, чтобы лучше понять эту эволюцию. Ученые также пытаются выяснить, как мы получили то разнообразие галактик, которые видны сегодня, и современные способы формирования и сборки галактик.
Истории по теме:
Рождение звезд и протопланетных систем
«Столпы Творения» в туманности Орла — одни из самых известных мест рождения звезд. Звезды появляются в облаках газа, и по мере их роста радиационное давление, которое они оказывают, сдувает коконирующий газ (который можно было бы снова использовать для других звезд, если бы он не был слишком широко рассеян). газ. Инфракрасные глаза JWST смогут видеть источники тепла, в том числе звезды, которые рождаются в этих коконах.
Планеты и происхождение жизни
За последнее десятилетие было открыто огромное количество экзопланет, в том числе с помощью космического телескопа НАСА «Кеплер», ищущего планеты. Мощные датчики JWST смогут более глубоко заглянуть в эти планеты, включая (в некоторых случаях) визуализацию их атмосфер. Понимание атмосфер и условий формирования планет может помочь ученым лучше предсказать, пригодны ли определенные планеты для жизни или нет.
Бортовые приборы космического телескопа Джеймса Уэбба
JWST оснащен четырьмя научными приборами, которые позволят проводить наблюдения в видимом, ближнем и среднем инфракрасном (от 0,6 до 28,5 микрометров) диапазонах волн.
Космический телескоп Джеймса Уэбба и космический телескоп Хаббла
Сравнение соответствующих зеркал космического телескопа Хаббл НАСА/ЕКА и космического телескопа Джеймса Уэбба НАСА/ЕКА/КСА. (Изображение предоставлено Future/Adrian Mann)
Научный прогресс заключается в том, чтобы «стоять на плечах гигантов», и JWST будет делать именно это, поскольку его научные цели были мотивированы результатами (opens в новой вкладке) с космического телескопа Хаббл.
Два космических телескопа имеют разные возможности, в то время как Хаббл в основном наблюдал за космосом в оптическом и ультрафиолетовом диапазонах (с некоторыми возможностями в инфракрасном диапазоне). JWST будет в основном смотреть на Вселенную в инфракрасном диапазоне. Из-за расширения Вселенной свет от удаленных объектов смещается в сторону более длинных волн (открывается в новой вкладке) в более красной части спектра — так называемое красное смещение, согласно ЕКА. JWST будет наблюдать за этим инфракрасным светом в мельчайших деталях и прольет свет на некоторые из старейших звезд и галактик во Вселенной.
Еще одно большое различие между космическим телескопом Джеймса Уэбба и космическим телескопом Хаббла заключается в том, что JWST вращается вокруг Солнца, а Хаббл — вокруг Земли. JWST будет слишком далеко, чтобы его можно было обслуживать (откроется в новой вкладке), в отличие от Хаббла, к которому обращались и обслуживали миссии космических челноков.
Космический телескоп Джеймса Уэбба задерживает
Хорошие вещи приходят к тем, кто ждет.
Первый запуск JWST должен был состояться в 2007 году, и с тех пор терпение астрономов подверглось суровым испытаниям. Сочетание инженерных проблем, политической нерешительности и вопросов управления проектом способствовало бесчисленным задержкам.
В июле 2011 года политики США пригрозили прекратить финансирование JWST. После нескольких мучительных месяцев космический корабль был спасен в ноябре 2011 года. Затем, в марте 2018 года, запуск JWST был отложен из-за технических проблем с космическим кораблем (откроется в новой вкладке). Позже в июне того же года независимая наблюдательная комиссия (откроется в новой вкладке) рекомендовала перенести запуск на март 2021 года.
новая дата запуска (откроется в новой вкладке) 31 октября 2021 года. Несмотря на настойчивость и решимость команды JWST в трудное время, задержки продолжались.
В июне 2021 года из-за проблем с ракетой-носителем Ariane 5 дата запуска была перенесена на ноябрь или, возможно, на начало декабря 2021 года. Затем в сентябре НАСА и ЕКА объявили об очередной отсрочке, поскольку обсерватория еще не была отправлена. от его первоначального местоположения в Калифорнии до стартовой площадки ЕКА в Куру во Французской Гвиане. Два агентства объявили новую дату запуска 18 декабря, но плохая погода вскоре положила этому конец.
Наконец, JWST был успешно запущен 25 декабря 2021 года с космодрома ЕКА в Куру во Французской Гвиане в 7:20 утра по восточному поясному времени (12:20 по Гринвичу; 920:00 по местному времени в Куру) на борту ракеты-носителя Arianespace Ariane 5.
Название космического телескопа Джеймса Уэбба: полемика
Космический телескоп, ранее известный как Космический телескоп следующего поколения, был переименован (открывается в новой вкладке) в Космический телескоп Джеймса Уэбба в сентябре 2002 г.
Имя JWST для бывшего главы НАСА Джеймса Уэбба. Уэбб руководил космическим агентством с 1961 по 1968 год, уйдя на пенсию всего за несколько месяцев до того, как НАСА отправило первого человека на Луну.
Хотя пребывание Уэбба на посту администратора НАСА наиболее тесно связано с лунной программой «Аполлон», он также считается лидером космической науки. Даже во времена больших политических потрясений Уэбб поставил научные задачи НАСА, написав, что запуск большого космического телескопа должен быть ключевой целью космического агентства.
НАСА запустило более 75 космических научных миссий под руководством Уэбба. Среди них были миссии по изучению Солнца, звезд и галактик, а также космоса непосредственно над земной атмосферой.
Не все довольны выбором имени для космического телескопа. Критики создали онлайн-петицию, призывающую НАСА переименовать телескоп из-за утверждений о том, что Уэбб был замешан в дискриминации геев и лесбиянок сотрудников НАСА во время своего пребывания в должности. С тех пор НАСА заявило, что не будет переименовывать телескоп, несмотря на жалобы.
Дополнительные ресурсы
Вы можете узнать, как JWST разработан, чтобы ответить на некоторые из самых важных вопросов во вселенной с Космическим агентством Великобритании и исследовать его впечатляющие зеркала с НАСА. Развлеките себя и других этими забавными фактами и складной головоломкой от Northrop Grumman.
Библиография
- Астрофизика в следующем десятилетии: космический телескоп Джеймса Уэбба и параллельные объекты (астрофизика и материалы космических наук) (открывается в новой вкладке).
- Космический телескоп НАСА имени Джеймса Уэбба: наблюдения JWST в Солнечной системе. (открывается в новой вкладке)
- Gardner et al. «Космический телескоп Джеймса Уэбба», Обзоры космической науки, том 123, 2006 г. DOI: 10.1007/s11214-006-8315-7 (открывается в новой вкладке)
Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected].
Дейзи Добриевич присоединилась к Space.com в феврале 2022 года в качестве справочного автора, ранее работавшего штатным автором в нашем сестринском журнале All About Space. Прежде чем присоединиться к нам, Дейзи прошла редакционную стажировку в журнале BBC Sky at Night Magazine и работала в Национальном космическом центре в Лестере, Великобритания, где ей нравилось знакомить общественность с космической наукой. В 2021 году Дейзи защитила докторскую диссертацию по физиологии растений, а также имеет степень магистра наук об окружающей среде. В настоящее время она проживает в Ноттингеме, Великобритания.0003
Космический телескоп Джеймса Уэбба в картинках
Художественное изображение космического телескопа Джеймса Уэбба, полностью развернутого в космосе.
(Изображение предоставлено Northrop Grumman)
Космический телескоп Джеймса Уэбба , также известный как Webb или JWST, представляет собой высокопроизводительную космическую обсерваторию, предназначенную для революционных изменений в области астрономии, начиная от звездообразования и заканчивая эволюцией галактик и от самых первых галактик во Вселенной до свойств планетные системы.
Однако, поскольку JWST — проект беспрецедентной сложности, запуск миссии затруднен. То, что первоначально было предложено как запуск обсерватории стоимостью 1 миллиард долларов в 2007 году, превратилось в проект стоимостью 10 миллиардов долларов, который был запущен в 2021 году.
Вид слоев атмосферы Земли с Международной космической станции.
(Изображение предоставлено НАСА)
Телескопы на Земле сталкиваются с ключевой проблемой: даже те, которые находятся далеко от светового загрязнения городов, должны вести наблюдения через атмосферу, которая содержит влагу, ослабляющую и искажающую сигналы, получаемые приборами. Вот почему астрономам нравится размещать свои обсерватории в высокогорных местах, таких как Маунакеа на Гавайях, в засушливых местах, таких как юго-запад США, или, в идеале, в месте, которое является одновременно высоким и сухим, например, в высокогорной пустыне Атакама на севере Чили.
Но независимо от того, как высоко или сухо вы подниметесь, земная атмосфера все равно будет создавать проблемы. Но есть еще один способ обойти эти ограничения: поместите свой телескоп в космос, где нет атмосферы, размывающей ваше изображение. Вот почему «Хаббл» и его аналоги были такими успешными. Если все пойдет хорошо, JWST станет последним участником коалиции космических телескопов.
Космический телескоп Хаббл на орбите вокруг Земли в 2002 году.
(Изображение предоставлено НАСА)
Вот уже три десятилетия культовый космический телескоп Хаббла привлекает внимание астрономов далеко в космос. Он предоставил астрономам возможность заглянуть в далекие галактики, темную материю и древнюю Вселенную. Хаббл продолжает хорошо служить астрономам, но с момента его запуска в 1990 году — и даже с момента его последней модернизации в 2009 году — астрономия и технологии развивались.
Безусловно, есть место для космического телескопа, который больше и мощнее, чем Хаббл, и это то, для чего предназначен JWST. Зеркало нового телескопа затмевает зеркало Хаббла более чем в два раза. Многие астрономы возлагают большие надежды на то, что JWST расширит наши знания о Вселенной на много лет вперед.
Изображение центра галактики Млечный Путь, полученное космическим телескопом Хаббла в сочетании с рентгеновскими и инфракрасными наблюдениями других телескопов. JWST должен наблюдать за центром галактики в течение первого года своей научной работы.
(Изображение предоставлено NASA/ESA/SSC/CXC/STScI)
Астрономы надеются, что JWST сможет ответить на некоторые из их важных вопросов. Во-первых, инфракрасные возможности JWST означают, что он может заглянуть глубоко в космос, чтобы увидеть вселенную в ее самые ранние дни, лучше, чем телескопы видимого света, такие как Хаббл. Астрономы считают, что это может помочь телескопу наблюдать за светом самых первых звезд, сформировавшихся после Большой взрыв и понять, как эти звезды объединились в галактики.
Цели JWST также включают продвижение изучения экзопланет. Астрономы хотят использовать JWST, чтобы увидеть, как звезды формируются и развиваются планетарные системы. Затем они смогут приближаться к этим планетным системам, наблюдать за атмосферами экзопланет и даже искать следы жизни, называемые биосигнатурами.
Джеймс Уэбб
(Изображение предоставлено НАСА)
Космический телескоп Джеймса Уэбба назван в честь Джеймса Уэбба, второго администратора НАСА, занимавшего этот пост с 1961 до 1968 года. Хотя он чаще всего ассоциируется с программой «Аполлон», которая впервые отправила людей на Луну сразу после окончания его пребывания в должности, Уэбб также поддерживал научную программу в НАСА, , согласно агентству .
Проект обсерватории, изначально называвшийся Космическим телескопом нового поколения, был назван в честь Уэбба в 2002 году. Однако по мере того, как космический корабль приближался к стартовой площадке, его название вызвало споры. Это название противоречит традиции НАСА называть научные миссии, включая Хаббл, в честь ученых, а не бюрократов.
Кроме того, те, кто возражал против этого имени, утверждали, что до прихода в НАСА Уэбб принимал участие в дискуссиях по формированию усилий федерального правительства по вытеснению ЛГБТ-людей из правительства, в то время как во время его пребывания на посту администратора агентство уволило бюджетный аналитик после длительных допросов о предполагаемом «аморальном поведении».
Текущий администратор НАСА Билл Нельсон стоял под именем Сентябрь 2021 . Хотя агентство в первую очередь называет обсерваторию Уэббом, многие астрономы сохранили аббревиатуру, даже предлагая альтернативные названия телескопов, которые приводят к тому же аббревиатуре без ссылки на Уэбб.
Представление художника 2002 года о том, что тогда называлось космическим телескопом следующего поколения.
(Изображение предоставлено NASA/JPL)
История JWST была долгой и мучительной. Планы преемника Хаббла восходят к 1990-м годам с надеждой на запуск такой миссии в десятилетие 2000-х. Но планы продолжали усложняться, а затем и дорожать, дата запуска отодвигалась все дальше в будущее, а телескоп не совсем материализовался.
Дополнительные задержки возникли из-за сбоев и сбоев в работе некоторых компонентов при тестировании. Телескоп был , наконец, полностью собран в 2019 году — всего за несколько месяцев до того, как COVID-19 начал распространяться по миру, что замедлило последние шаги проекта по запуску.
Инженер наблюдает, как шесть готовых к полету сегментов главного зеркала готовятся к испытаниям в 2011 году.
(Изображение предоставлено NASA/MSFC/David Higginbotham)
Жемчужиной JWST является его зеркало. Имея диаметр 21,3 фута (6,5 метра), это самое большое зеркало, когда-либо побывавшее в космосе, намного превосходящее диск диаметром 7,8 фута (2,4 метра), лежащий в основе Хаббла. Зеркало JWST, также называемое элементом оптического телескопа (OTE), изготовлено из бериллия, покрытого золотом. Он состоит из 18 шестиугольных секций, каждая размером с большой стол. Более 100 моторов подпирают зеркало, выполняя тонкую регулировку.
Создание зеркала было невероятно сложной задачей для конструкторов JWST. Даже малейшее несовершенство может резко ухудшить зрение JWST. Зеркало было сконструировано компанией Ball Aerospace & Technologies и собрано в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА в Мэриленде.
Спектрометр ближнего инфракрасного диапазона (NIRSpec) компании Webb во время испытаний в 2013 году.
(Изображение предоставлено НАСА/Крис Ганн)
Хаббл ведет наблюдения в основном в видимом свете. JWST, с другой стороны, будет вести наблюдения на более длинных и красных волнах, в основном в инфракрасном диапазоне. Ученые надеются, что эта возможность позволит телескопу смотреть на объекты, расположенные дальше от нас; свет от этих объектов смещается в сторону более длинных волн. JWST несет четыре инструмента разработан специально для очень чувствительного обнаружения инфракрасных сигналов.
Приборы будут размещены в автобусе космического корабля, ящике, сделанном в основном из графитового композита, в котором также находятся двигатели JWST, компьютер и коммуникационное оборудование. По сути, автобус — это сердце и мозг JWST.
Автобус защищен массивным солнцезащитным козырьком и оснащен криоохладителем, в котором используется гелий для поддержания температуры компонентов при температуре 37 градусов по Кельвину (минус 393 градуса по Фаренгейту или минус 236 градусов по Цельсию).
Вид полностью развернутого солнцезащитного козырька, состоящего из пяти тонких слоев длиной с теннисный корт, в 2014 году.
(Изображение предоставлено NASA/Chris Gunn)
Чтобы поддерживать JWST в идеальном состоянии для наблюдения за слабыми инфракрасными сигналами, его нужно держать в холоде — действительно очень холодном, ниже 50 градусов по К (минус 370 градусов по Фаренгейту или минус 223 градуса по Цельсию). Любое повышение температуры будет означать, что телескоп потеряет необходимую ему чувствительность, и даже малейшие колебания температуры могут сбить зеркало. К счастью, помимо криокулеров JWST оснащен именно для этой цели массивным солнцезащитный козырек .
JWST запущен со сложенным солнцезащитным козырьком. В течение первых двух недель полета обсерватории солнцезащитный козырек развернулся и покрыл длину теннисного корта. Солнцезащитный козырек состоит из пяти слоев полимера под названием Kaplon E, зажатых между алюминием и кремнием для отражения солнечного света и тепла от обсерватории. Пока JWST вращается, солнцезащитный козырек всегда стоит между своим зеркалом и направлением на солнце.
Диаграмма, изображающая орбиту JWST вокруг L2 по сравнению с Землей, Луной и Солнцем.
(Изображение предоставлено НАСА)
Раскладывание и раскладывание слоев солнцезащитного козырька — это только один аспект сложного развертывания JWST. В целом процесс занял месяц, который НАСА назвало « 29 дней на грани ». За это время JWST также отправился на свою публикацию.
JWST вращается не вокруг самой Земли, а в точке, где силы притяжения Земли и Солнца уравниваются друг с другом, называемой точкой Лагранжа . В частности, обсерватория размещена на L2 Земля-Солнце, на дальней стороне Земли от Солнца. Здесь телескоп всегда находится в тени Земли, что дает приборам более четкое представление о космосе. JWST фактически вращается вокруг точки L2 Земля-Солнце, тратя половину земного года, чтобы совершить один оборот вокруг точки.
Одним из недостатков этой орбиты является то, что, поскольку она находится на расстоянии полных 930 000 миль (1,5 миллиона км) от Земли — в три раза больше расстояния от Земли до Луны — JWST слишком далеко для ремонта, подобного тому, который Хаббл испытал . Эта орбита также по своей природе нестабильна, а это означает, что JWST должен поддерживать станцию, постоянно корректируя свою скорость на несколько метров в секунду каждый год.
Художественное изображение предполагаемого космического телескопа LUVOIR.
(Изображение предоставлено NASA GSFC)
Первоначальная миссия JWST рассчитана на 10 лет. Ключевым ограничивающим ограничением является то, что телескопу нужны двигатели, чтобы удерживать себя на орбите; у этих двигателей достаточно топлива, чтобы проработать 10 лет. Более того, конструкция обсерватории и ее удаленность от Земли означают, что JWST нельзя отремонтировать или модернизировать, как это было с Хабблом.
Но ученые уже изучают, какие обсерватории они могут следовать JWST . Возьмем, к примеру, большой ультрафиолетовый оптический инфракрасный геодезист (LUVOIR), который будет вести наблюдения в диапазоне длин волн от ультрафиолетового до инфракрасного, и чье зеркало предполагается почти в два раза шире, чем у JWST. Астрономы говорят, что LUVOIR может стать ключом к выполнению одной из величайших задач астрономии: поиску похожей на Землю планеты, на которой есть жизнь.
Европейская ракета-носитель Ariane 5 с космическим телескопом Джеймса Уэбба на борту стартует с европейского космодрома в Куру, Французская Гвиана.
(Изображение предоставлено ESA/CNES/Arianespace)
Хотя JWST возглавляет НАСА, телескоп представляет собой многонациональный научный проект; Европейское космическое агентство является ключевым партнером, который провел запуск как крупный вклад в проект. Его компоненты поступают с разных предприятий, но сам телескоп был собран компанией Northrop Grumman в Редондо-Бич, штат Калифорния, к югу от Лос-Анджелеса.
В сентябре телескоп покинул южную Калифорнию, прошел через Панамский канал и прибыл в свой последний наземный порт захода — стартовую площадку Европейского космического агентства в Куру во Французской Гвиане. Миссия стартовала 25 декабря 2021 года с космодрома ЕКА в Куру во Французской Гвиане в 7:20 утра по восточному стандартному времени (12:20 по Гринвичу; 9:20 по местному времени в Куру) на борту ракеты Arianespace Ariane 5 .
Первое опубликованное изображение, полученное космическим телескопом Джеймса Уэбба, показывает часть мозаики, созданной в течение 25 часов, начиная со 2 февраля 2022 года, в начале процесса выравнивания 18 сегментов зеркала космического телескопа Джеймса Уэбба.
(Изображение предоставлено НАСА)
11 февраля НАСА объявило, что космический телескоп Джеймса Уэбба сделал первые снимки звездного света. На первом изображении, сделанном Уэббом, была звезда под названием HD 84406. Свет от HD84406 был захвачен 18 зеркальными сегментами Уэбба, расположенными на главном зеркале, в результате чего образовалась мозаика из 18 разбросанных ярких точек.
Зеркала Уэбба затем подверглись многочисленным процедурам выравнивания и превратили 18 несфокусированных копий звезды в умышленное шестиугольное образование.
На «селфи» показаны 18 сегментов главного зеркала космического телескопа Джеймса Уэбба, видимые со специальной камеры внутри прибора NIRCam.
(Изображение предоставлено НАСА)
Во время процесса юстировки главного зеркала Уэбб сделал впечатляющее «селфи» с помощью специальной камеры внутри прибора NIRCam. Камера предназначена для использования в инженерных целях и в целях юстировки.
На этом «селфи» один из сегментов зеркала сияет ярче остальных, потому что на момент фотографирования это был единственный сегмент, выровненный и указывающий на звезду. Затем Уэбб выравнивал каждый из сегментов зеркала один за другим.
Космический телескоп NASA имени Джеймса Уэбба теперь может делать четкие изображения небесных объектов с помощью нескольких инструментов, объявило агентство 28 апреля 2022 года.
(Изображение предоставлено NASA/STScI)
28 апреля НАСА объявило в своем заявлении , что космический телескоп Джеймса Уэбба завершил этап юстировки, продемонстрировав, что он может получать «четкие, хорошо сфокусированные изображения» всеми четырьмя своими научными инструментами.
После завершения заключительного этапа юстировки телескопа Уэбб был признан готовым перейти к следующему и последнему этапу подготовки: запуску научного прибора.
Рахул Рао — выпускник программы SHERP Нью-Йоркского университета и независимый научный писатель, регулярно освещающий темы физики, космоса и инфраструктуры.