Содержание
Сегодня NASA запустит космический телескоп «Джеймс Уэбб» — он будет изучать эволюцию Вселенной и искать внеземную жизнь
3DNews Технологии и рынок IT. Новости космос Сегодня NASA запустит космический телеск… Самое интересное в обзорах 25.12.2021 [00:00], Владимир Фетисов Под конец года Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) США сделает большой подарок астрономам, запустив на орбиту самый мощный космический телескоп из когда-либо созданных человеком. Он носит имя «Джеймс Уэбб» (James Webb Space Telescope) и должен не только стать заменой телескопу «Хаббл», находящемуся на орбите более 30 лет, но также полностью изменить то, как человек изучает космос. Источник изображения: The Verge Одна из главных особенностей JWST в том, что он обладает крупнейшим зеркалом среди всех запущенных в космос телескопов — его диаметр составляет 6,5 метров. Процесс тестирования зеркала телескопа JWST / Источник изображения: Northrop Grumman NASA почти три десятилетия работало над созданием JWST и даже доставка его на стартовую площадку заняла немало времени. Теперь же телескоп готов к выведению в космическое пространство с помощью ракеты-носителя Ariane 5 компании Arianespace, пуск которой запланирован на 25 декабря и состоится площадки космодрома Куру во Французской Гвиане. Впечатляющие характеристики Первое, что нужно знать о телескопе «Джеймс Уэбб» — это то, что он огромен. Он может похвастаться зеркалом диаметром 6,5 метра с площадью собирающей поверхности 25 м². Для сравнения, в оснащении «Хаббла» имеется зеркало диаметром 2,4 метра с площадью собирающей поверхности 4,5 м². За счёт столь массивного зеркала новый телескоп будет в десятки раз более чувствительным и сможет фиксировать гораздо более слабые электромагнитные излучения. Зеркало телескопа сформировано из 18 шестиугольных сегментов, выполненных из бериллия, каждый из которых размером примерно с журнальный столик. Для приведения в рабочее состояние все сегменты должны быть выровнены идеально, перемещаясь настолько точно, что погрешность составляет всего 0,0001 диаметра человеческого волоса. Источник изображения: NASA Поскольку Вселенная расширяется, наиболее далёкие от Земли объекты ускоряются значительно быстрее тех, что находятся ближе к нашей планете. Чем быстрее происходит это ускорение, тем сильнее свет удалённых объектов смещается от видимой части спектра в сторону инфракрасного. Зеркало с золотым покрытием позволит JWST фиксировать электромагнитные излучения галактик, находящихся на расстоянии до 13,6 млрд световых лет от Земли. Именно эта особенность поможет телескопу стать окном в прошлое. Считается, что Вселенной примерно 13,8 млрд лет, а значит, что телескоп сможет фиксировать излучение объектов, которые образовались всего через 100-250 млн лет после Большого взрыва. Вести наблюдения в инфракрасном диапазоне очень сложно, поскольку он связан с теплом, которое излучают все объекты, чья температура выше абсолютного нуля. Солнцезащитный экран в развёрнутом состоянии / Источник изображения: Northrop Grumman Любопытно, что даже на таком большом расстоянии тепло от Солнца всё еще остаётся проблемой, поэтому в конструкции предусмотрен солнцезащитный экран. Он сформирован из пяти ультратонких слоёв специального материала, который будет отражать большую часть тепла, нагреваясь до 110 С°. При этом сторона, на которой размещена научная аппаратура, будет сохранять температуру в районе -190 С°. Непростая история Путь телескопа JWST к стартовой площадке был долгим и тернистым. После долгих споров о том, как должен выглядеть приемник «Хаббла», в 1996 году NASA приняло решение о строительстве инфракрасного космического телескопа с зеркалом диаметром 4 метра. Однако Дэн Голдин (Dan Goldin), являвшийся на тот момент главой NASA, посчитал, что зеркала диаметром 4 метра будет недостаточно и призвал увеличить его размер вдвое. Это решение значительно усложнило разработку, поскольку столь массивное зеркало означало, что с Земли телескоп должен запускаться в сложенном состоянии. Основная трудность заключалась в том, что технологии, необходимые для развёртывания телескопа в космосе и точного выравнивания зеркал, на тот момент попросту не существовали. Ещё одним препятствием на пути создания телескопа «Джеймс Уэбб» стала его стоимость. Первоначально NASA рассчитывало запустить телескоп в космос в период между 2007 и 2011 годами, потратив на реализацию всего проекта от $1 до $3,5 млрд. Расположение телескопа JWST относительно Солнца и Земли / Источник изображения: The Verge Когда инженеры приступили к сборке и тестированию систем телескопа перед подготовкой к его запуску возникло множество проблем. Во время криогенных и вибрационных испытаний некоторые болты в конструкции телескопа раскрутились, часть клапанов вышла из строя, на солнцезащитном экране появились трещины. Это привело к тому, что телескоп был отправлен на очередную доработку. В конечном счёте в 2018 году NASA установила окончательную стоимость миссии в размере $9,7 млрд и объявило о переносе запуска на более поздний срок. Только в этом году JWST прошёл завершающий этап необходимой подготовки и в октябре был доставлен на космодром Куру. Однако и тут не всё прошло гладко. Изначально пуск телескопа должен был состояться 18 декабря, но с тех пор он дважды переносился из-за проблем с коммуникациями и плохой погоды в районе проведения миссии. Не удивительно, что NASA не хочет рисковать с запуском, ведь этот телескоп строился так долго и стоит так много. Пуск — это только начало По имеющейся на данный момент информации, пуск ракеты Ariane 5 с телескопом JWST состоится 25 декабря в 7:20 по местному времени (15:20 мск). Если во время старта не возникнет каких-либо проблем, то начнутся «29 дней на грани» (придуманный в NASA термин, которым характеризуют сложный процесс развёртывания телескопа). Во время движения к месту дислокации в 1,5 млн км от Земли JWST будет постепенно приведён в рабочее состояние. Первое, что ему предстоит сделать после отстыковки от ракеты, — это развернуть солнечную панель и начать собирать энергию, которая необходима для питания всех систем. Если всё пройдёт по плану, то в распоряжении NASA появится невероятно зоркий инструмент наблюдения за Вселенной. Отметим, что после прибытия в конечную точку телескопу потребуется некоторое время, чтобы остыть, а затем ещё несколько месяцев инженеры NASA будут проверять его инструменты и системы, чтобы убедиться в их работоспособности. В случае успешной реализации миссии первые захватывающие снимки телескоп «Джеймс Уэбб» пришлёт летом 2022 года. Источник: Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER. Материалы по теме Постоянный URL: https://3dnews.ru/1056696/zavtra-kosmicheskiy-teleskopdolgostroy-dgeyms-uebb-otpravitsya-na-poiski-vnezemnoy-gizni Рубрики: Теги: ← В |
Пусковое окно выделено в промежутке между 15:20 и 15:52 по московскому времени. В конечном счёте телескоп будет размещён на гало-орбите в точке Лагранжа L₂ системы Солнце-Земля, где он станет невероятно мощным инструментом в руках астрономов в течение следующих 5-10 лет.
Это означает, что в развёрнутом виде 18 сегментов формируют единое зеркало с практически ровной поверхностью. Все сегменты покрыты слоем золота, который примерно в 200 раз тоньше человеческого волоса. Именно золото помогает телескопу фиксировать излучение в инфракрасном диапазоне.
Из-за этого JWST не может находиться на орбите Земли или её поверхности. Излучаемое планетой тепло не позволит вести точные наблюдения. Даже сам телескоп не должен вырабатывать лишней тепловой энергии, чтобы результаты наблюдений были достаточно точными. Поэтому он отправится в далёкое путешествие и будет работать, находясь в точке Лагранжа L₂ на расстоянии более 1,5 млн км от Земли в противоположную сторону от Солнца. За счёт этого космический аппарат сможет постоянно сохранять равновесие относительно сил притяжения и находиться примерно на одном расстоянии от нашей планеты.
На протяжении десятилетий дата пуска телескопа неоднократно переносилась, а стоимость его разработки неуклонно росла. Американские законодатели даже предлагали полностью свернуть проект, но в 2011 году NASA перепланировало миссию и Конгресс США согласился продолжить её финансирование, установив бюджетный предел на весь срок службы JWST в размере $8,8 млрд. Тогда же было объявлено, что телескоп отправится в космос в 2018 году.
На следующий день он развернёт антенну с высоким коэффициентом усиления, которая будет использоваться для связи с Землёй. Ещё несколько дней потребуется на развёртывание солнцезащитного экрана, а уже после этого начнётся состыковка элементов зеркала. Весь процесс развёртывания займёт около двух недель, после чего ещё примерно столько же времени ему останется лететь до точки назначения. Менее чем через месяц после старта телескоп на финальном этапе путешествия задействует бортовые двигатели, чтобы занять окончательное положение в точке Лагранжа L₂.
NASA отложила запуск «Джеймса Уэбба» до 22 декабря 2021 года из-за нештатной ситуации при соединении телескопа с адаптером полезной нагрузки
NASA отложила запуск телескопа «Джеймс Уэбб» на четыре дня — до 22 декабря 2021 года. Новая отсрочка обусловлена необходимостью проведения дополнительных проверок из-за нештатной ситуации, которая произошла 22 ноября при подготовке телескопа к запуску в космос на космодроме Куру.
Обновление: NASA завершила экспертизу — комиссия заключила, что в результате инцидента телескоп не получил никаких повреждений. «Джеймс Уэбб» в полном порядке и его запуск запланирован на 22 декабря.
«Джеймс Уэбб» — космическая инфракрасная обсерватория нового поколения и один из крупнейших долгостроев NASA. Изначально телескоп, чья разработка началась еще в 1996 году, планировали запустить в космос между 2007 и 2011 годами. Но запуск откладывали множество раз из-за различных технологических трудностей и перерасхода средств. Сборка «Джеймса Уэбба» была закончена в середине 2019 года, а бюджет программы вырос до внушительных 10 миллиардов долларов. В конце августа телескоп прошел последние проверки, а середине октября его доставили на космодром Куру и начали готовить к запуску — до этого инцидента NASA и ESA планировали запуск обсерватории на 18 декабря.
22 ноября в процессе соединения «Джеймса Уэбба», сложенного в полетную конфигурацию, с адаптером полезной нагрузки ракеты-носителя «Ариан-5» произошло неожиданное самопроизвольное ослабление замковой ленты, удерживающей телескоп и адаптер вместе (по плану, она должна была разомкнуться только при отделении обсерватории в космосе).
Это в свою очередь провело к возникновению колебаний всего телескопа. О возможных негативных последствиях для обсерватории пока говорить рано — чтобы убедится в их отсутствии, нужны дополнительные проверки. Их уже инициировала Комиссия по анализу аномалий под руководством NASA — планируется, что специалисты проведут оценку состояния телескопа до конца этой недели.
Курс
Frontend розробка
Заробляйте від $1800 вже через два роки і навчайтесь у вільний час
РЕЄСТРУЙТЕСЯ!
После запуска обсерватория перейдет из предполетной конфигурации в рабочую — развернет солнечные батареи, солнцезащитный экран и главное зеркало. Она самостоятельно доберется к рабочей орбите в окрестности второй точки Лагранжа в системе Солнце — Земля. Ожидается, что научные наблюдения начнутся через шесть месяцев после старта. Программа исследований рассчитана на 5–10 лет, но, вероятнее всего, она будет продолжена.
«Джеймс Уэбб» продолжит и расширит наблюдательные программы «Хаббла» (к слову, на днях NASA продлило его научную программу еще на пять лет — до лета 2026 года) и «Спитцера» (его отключили 30 января 2020 года после 16 лет работы на орбите).
Всего у «Джеймса Уэбба» есть четыре научных инструмента: камера ближнего инфракрасного диапазона NIRCam, прибор для работы в среднем ИК-диапазоне MIRI, спектрограф ближнего ИК-диапазона NIRSpec и система FGS/NIRISS. С помощью научных приборов ученые надеются получить ответы на многие фундаментальные вопросы, в первую очередь, касательно формирования экзопланет.
Hubble Space Telescope: 30 лет в космосе
В отличие от «Хаббла», который исследует Вселенную преимущественно в оптическом диапазоне (ближний инфракрасный и ультрафиолетовый диапазон, соседствующие с видимым излучением), «Джеймс Уэбб» сконцентрируется на инфракрасной части спектра, позволив рассмотреть более древние и более холодные объекты.
Среди первых целей «Джеймса Уэбба» — атмосферы экзопланет, протоскопления, околозвездные диски, квазары, транснептуновые объекты и кометы.
Hubble, Hubble Space Telescope, Kepler, NASA, Джеймс Уэбб, Космические аппараты, Космические исследования, Космос, Телескоп Кеплер, Телескоп Кеплера, Телескопы, Хаббл
Запуск телескопа Webb
25 декабря: Успех!
ОБНОВЛЕНИЕ 25 ДЕКАБРЯ 2021 г.
: сегодня утром в 7:20 по восточному поясному времени (12:20 UTC) космический телескоп Джеймса Уэбба был успешно запущен с помощью ракеты-носителя Ariane 5. На момент написания этой статьи трансляции запуска продолжаются на телевидении НАСА и на веб-сайте агентства, а также на YouTube, Twitter, Facebook, LinkedIn, Twitch, Theta.TV и в приложении НАСА.
Читайте: Теперь для космического телескопа Джеймса Уэбба «30 дней террора»
Вот этот момент, сохраненный для потомков! #UnfoldTheUniverse #NASAWebb pic.twitter.com/p5KpZGVB1C
— Телескоп NASA Webb (@NASAWebb) 25 декабря 2021 г.
Преемник Хаббла
Телескоп Webb — долгожданный преемник космического телескопа Хаббла. Космический телескоп стоимостью 9,7 миллиарда долларов разрабатывался десятилетиями. За свою долгую историю он претерпел множество задержек.
«Уэбб» поднимется на ракете «Ариан-5», испытанной ракете, совершившей 82 последовательных успешных запуска в период с апреля 2003 г.
по декабрь 2017 г. «Ариан-5» является частью вклада Европейского космического агентства в миссию. Запуск состоится с европейского космодрома, расположенного во Французской Гвиане. Затем, по мнению многих наблюдателей, начнется настоящий кайф, когда телескоп начнет месячный процесс развертывания, путешествуя все дальше и дальше от Земли.
Летом 2021 года НАСА объявило, что телескоп будет доставлен на стартовую площадку в августе «с минимальным запасом по графику или вообще без него». Этот плотный график привел бы телескоп к готовности к запуску не ранее , чем 31 октября. Новая дата запуска — 18 декабря 2021 года, была объявлена в сентябре. Но задержки продолжали происходить.
После запуска телескопу потребуется около месяца, чтобы добраться до L2, второй точки Лагранжа, точки, расположенной примерно в четыре раза дальше Луны.
Дополнительные сведения о последовательности развертывания см. в видеоролике ниже.
Подробнее об Ariane 5
Подробнее о космодроме
Лунные календари на 2022 год здесь.
Закажи себе, пока они не закончились!
Запуск вблизи экватора Земли
После запуска Уэббу потребуется около месяца, чтобы долететь до точки L2 в космосе. По мере своего путешествия через несколько дней после запуска он начнет медленно раскрывать свою самую большую особенность — солнцезащитный козырек размером с теннисный корт.
Солнцезащитный козырек предназначен для снижения солнечного тепла более чем в миллион раз до -364 градусов по Фаренгейту (-220 градусов по Цельсию). Зеркало и инструменты Уэбба должны быть холодными. Если бы их нагревало солнце, они излучали бы инфракрасное излучение. И Webb предназначен для измерения слабых инфракрасных сигналов из далекого космоса. ESA прокомментировало, что каждый этап процесса охлаждения:
… может управляться экспертно с земли, предоставляя Уэббу полный контроль над запуском, чтобы обойти любые непредвиденные проблемы с развертыванием.
ESA заявило, что команда миссии может справиться с охлаждением, которое займет несколько недель, с помощью нагревателей для контроля нагрузок на инструменты и конструкции. Тем временем ЕКА сообщило:
… тренога вторичного зеркала развернется, основное зеркало развернется, приборы Уэбба медленно включатся, и запуск двигателей выведет обсерваторию на заданную орбиту.
После вывода на орбиту и после того, как телескоп остынет и стабилизируется при низкой рабочей температуре, команда миссии потратит несколько месяцев на настройку оптики и калибровку научных инструментов.
Затем Уэбб начнет изучать космос в инфракрасном свете, используя свое ослепительное золотое зеркало.
Уэбб будет вращаться вокруг Солнца примерно в миллионе миль (1,5 миллиона км) от Земли, в так называемой 2-й точке Лагранжа или L2. Обратите внимание, что этот рисунок не в масштабе. Изображение через НАСА.
Что такое огромное, грандиозное и золотое?
Одним из наиболее важных и узнаваемых атрибутов Webb является его главное зеркало шириной 21 фут (6,5 метра). Главное зеркало телескопа-рефлектора определяет, сколько света он может собрать и, следовательно, насколько глубоко он может заглянуть во Вселенную. Зеркало Уэбба почти в три раза шире главного зеркала Хаббла.
Вы можете слышать, как люди говорят о золотом зеркале Уэбба. Зеркало на самом деле состоит из нескольких зеркал. Он состоит из 18 отдельных сегментов шестиугольной формы, изготовленных из очень прочного и сверхлегкого бериллия, которые раскрываются после запуска. Каждый из сегментов зеркала телескопа покрыт микроскопически тонким слоем золота.
Это золотое покрытие оптимизирует сегменты зеркала для отражения инфракрасного света, который является основной длиной волны света, наблюдаемого этим телескопом.
У телескопа Уэбба был долгий путь
Объяснение веб-сайта Научного института космического телескопа:
Работа над проектом началась более 30 лет назад в STScI, когда директор института Риккардо Джаккони предложил «подумать о следующей крупной миссии после Хаббл’ …
Разработка Webb началась в 1996 году с бюджетом в 500 миллионов долларов. Космические ученые и инженеры первоначально планировали запуск на 2007 год. Но проект имел значительные задержки и перерасход средств, и в 2005 году он подвергся серьезной переработке. После этого они запланировали запуск на март 2020 года, но пандемия коронавируса вызвала серьезные неудачи. .
В декабре 2020 года солнцезащитный козырек полностью собранного космического телескопа Джеймса Уэбба успешно завершил собственные заключительные испытания, в том числе полное раскладывание, как это необходимо сделать телескопу в космосе.
Ранее известный как космический телескоп следующего поколения, ученые переименовали его в сентябре 2002 года в честь Джеймса Уэбба, который был уважаемым бывшим администратором НАСА.
НАСА, Европейское космическое агентство и Канадское космическое агентство сотрудничают в Webb. Центр космических полетов Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, управляет усилиями по разработке, а Northrop Grumman выступает в качестве основного промышленного партнера проекта.
Как и в случае с космическим телескопом «Хаббл», Научный институт космического телескопа в Балтиморе будет эксплуатировать телескоп «Уэбб» после запуска.
Чтобы узнать больше об истории Webb, прочитайте NGST: The Early Days of the James Webb Space Telescope (JWST)
.
Webb будет иметь главное зеркало диаметром 21 фут (6,5 метра). Зеркало Хаббла имеет диаметр около 8 футов (2,4 метра). Обратите внимание на человеческую фигуру для масштаба.
Изображение через НАСА.
Передовые технологии
Как и следовало ожидать, возможности Уэбба выходят за рамки возможностей космического телескопа Хаббл. НАСА любит говорить, что Webb — это не замена для Хаббла, а скорее преемник . Два телескопа некоторое время будут работать бок о бок, с запланированным перекрытием.
Уэбб будет вести наблюдения в инфракрасной области электромагнитного спектра дальше, чем Хаббл. Он войдет в космос еще глубже, чем Хаббл, и, таким образом, заглянет еще дальше в прошлое. Он сможет заглянуть внутрь облаков звездной пыли, где формируются звезды и звездные системы. Таддеус Чезари, специалист миссии по связи, писал:
В дополнение к новаторским научным исследованиям, ожидаемым от него после запуска, Уэббу потребовалось улучшить инфраструктуру испытаний и процессы, связанные с проверкой больших сложных космических кораблей для жизни в космосе… Уроки, извлеченные из предыдущей разработки космического телескопа, были вложены в Уэбб, и будущие космические телескопы будут построены на том же коллективном знании.
Тысячи ученых, инженеров и техников внесли свой вклад в создание, тестирование и интеграцию Webb. Всего в нем приняли участие 258 компаний, агентств и университетов: 142 из США, 104 из 12 европейских стран и 12 из Канады.
То, как мы видим объекты в космосе, зависит от того, какие длины волн электромагнитного спектра принимаются телескопом. Вот сравнение туманности Киля, газопылевого облака, наблюдаемого в видимом (слева) и инфракрасном (справа) свете. На инфракрасном изображении видны звезды, которые в оптическом свете были скрыты за пылью. Изображение предоставлено NASA/ESA/Hubble 20th Anniversary Team. Представление художника о сравнении общего размера телескопов Webb (слева) и Hubble (справа). Изображение предоставлено НАСА/GSFC. Представление художника о телескопе Джеймса Уэбба, развернутом в космосе, предоставлено ЕКА.
Итог: НАСА подтвердило, что космический телескоп Джеймса Уэбба будет запущен 25 декабря 2021 года. изображения с космического телескопа Джеймса Уэбба, который был запущен 25 декабря 2021 года.
Его изображения будут использоваться для поддержки многих миссий, включая изучение различных этапов истории Вселенной — от раннего формирования галактики после Большого взрыва до эволюции нашей Солнечной системы.
Туманность Киля
Изображение
Но есть и другие уроки, которые можно извлечь из космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), на разработку которого ушло 20 лет и который столкнулся с более чем 7-летними задержками.
В сегодняшней записи WatchBlog мы рассмотрим некоторые из ранних изображений с JWST и изучим некоторые извлеченные уроки, которые могут помочь НАСА в разработке будущих проектов.
Космический телескоп Джеймса Уэбба
Изображение
Урок первый: управляйте крупными проектными затратами, чтобы ограничить каскадные последствия для других
НАСА столкнулось с рядом технологических и испытательных проблем во время разработки JWST, что не только задержало его запуск, но и значительно увеличило затраты.
В нашем недавнем отчете NASA Quick Look оценивается портфель крупных программ приобретения NASA, и мы обнаружили, что JWST был одним из основных факторов задержки и перерасхода средств для всего его портфеля в последние годы.
Этот перерасход средств может оказать каскадное влияние на способность НАСА управлять своими основными программами. Например, когда проекты исчерпывают доступное финансирование, это ограничивает возможности НАСА финансировать другие миссии или запускать новые.
В 2013 году НАСА перераспределило финансирование из четырех научных подразделений, чтобы покрыть половину дополнительных 1,4 миллиарда долларов, необходимых для проекта JWST. В результате некоторые новые проекты НАСА планируется запустить позже, чем предполагалось, по крайней мере, частично из-за перерасхода средств по другим проектам. Ключевым уроком из истории проекта JWST является поиск способа ограничить побочный эффект перерасхода средств по крупным программам.
Квинтет Стефана, группа из 5 галактик
Изображение
Урок второй: более частая оценка затрат, сроков и рисков, чтобы помочь лицам, принимающим решения НАСА
Опыт JWST показал, что более частые оценки рисков для оценки затрат и сроков крупных приобретений НАСА могут иметь значительную ценность.
В нашей работе за последние 10 лет мы дали НАСА рекомендации по проведению формального анализа затрат и графика по мере изменения рисков в рамках проекта JWST. Результаты анализа, которые мы недавно рекомендовали, предвещали рост затрат, который произошел ближе к концу тестирования JWST.
НАСА изменило свою политику управления проектами, чтобы чаще требовать такого анализа рисков. Продолжение проведения более частых оценок поможет лицам, принимающим решения, иметь реалистичную оценку затрат и рисков, связанных с графиком, по мере продвижения проектов в процессе разработки.
Туманность Южное Кольцо
Изображение
Урок третий: сведите к минимуму риск в решениях по программе, чтобы улучшить положение программ для достижения успеха
Последний урок, извлеченный из JWST для будущих миссий, заключается в том, чтобы принимать решения по управлению проектами, отражающие риски, с которыми сталкиваются программы. В случае JWST запланированные резервы финансирования, которые помогают крупным программам оплачивать непредвиденные проблемы и риски, были меньше, чем это было необходимо, по оценке независимых экспертов.