Телескоп «Джеймс Уэбб»

Александр Хохлов
Александр Хохлов

25 декабря в 12:20 UTC с космодрома Куру во Французской Гвиане стартовала ракета-носитель Ariane-5 с космическим инфракрасным телескопом «Джеймс Уэбб» на борту (James Webb Space Telescope, JWST). Долгожданный аппарат успешно вышел на орбиту и спустя 27 минут после старта отстыковался от второй ступени ракеты [1], чтобы в течение месяца самостоятельно продолжить свой путь к точке Лагранжа L2 системы Земля — Солнце, находящейся в 1,5 млн км от Земли в сторону от Солнца. Самый большой в истории космический телескоп будет оставаться на так называемой гало-орбите у этой точки, совершая вокруг нее колебательные движения [2]. Там же рядом находятся еще несколько научных аппаратов, например российский рентгеновский телескоп «Спектр-РГ» и европейский астрометрический Gaia.

Весь путь «Джеймса Уэбба» до рабочей орбиты можно проследить на сайте NASA, содержащем подробную инфографику о пройденном пути, совершенным операциям по развертыванию телескопа, температуре на солнечной и «теневой» стороне космического аппарата [3].

В первый день полета была раскрыта солнечная панель системы электропитания и антенна связи, а также выполнена первая коррекция траектории полета. 27 декабря была выполнена вторая из трех запланированных коррекций траектории.

К 4 января был полностью раскрыт солнцезащитный экран, состоящий из пяти слоев тонкой пленки покрытого алюминием каптона. При этом главное зеркало было отодвинуто от теплозащитного экрана на 1,5 м с помощью телескопической опорной башни из композитного материала. Эти операции позволили разделить космический телескоп на две части: холодную теневую, где располагается сам телескоп с научными инструментами, и «горячую», постоянно освещенную солнцем, где находится основная спутниковая платформа с бортовыми системами, баками топлива, двигателями, солнечной панелью и системой связи с Землей. С помощью системы ориентации аппарата, зеркала телескопа до конца работы «Джеймса Уэбба» будут находиться в тени, чтобы обеспечить низкую температуру около 40 К, необходимую для выполнения научных задач.

5 января была раскрыта тренога со вторичным зеркалом, 7–8 января — два крыла главного зеркала телескопа. Следующие две недели уйдут на настройку каждого из 18 сегментов главного зеркала и вторичного зеркала с помощью множества микромеханических приводов. К концу января телескоп окажется на рабочей орбите, где дождется остывания до нужных температур и проведет калибровку научной аппаратуры. Работа по научной программе начнется летом 2022 года. Подробности обо всех оставшихся операциях выведения «Джеймса Уэбба» в район точки Лагранжа L2 содержатся в специальном блоге на сайте NASA [4].

Основное зеркало диаметром 6,5 м, состоящее из 18 гексагональных отдельных сегментов, а также вторичное и третичное зеркала JWST сделаны из редкого металла бериллия, обладающего необходимыми свойствами для работы в космосе: он легкий, прочный и с подходящей теплопроводностью [5]. На зеркала из бериллия нанесено золотое покрытие толщиной 100 нм для лучшего отражения инфракрасного излучения, а поверх него — защитный слой аморфного диоксида кремния.

Именно из-за размера главного зеркала была выбрана европейская ракета-носитель Ariane-5; даже в частично сложенном состоянии оно потребовало использования самого большого обтекателя, доступного на современных надежных космических ракетах.

Позади главного зеркала установлен блок научной аппаратуры, куда включены четыре прибора с рабочим диапазоном длин волн от 0,6 до 28 мкм [6]:

  • NIRCam (США) — камера видимого и ближнего инфракрасного диапазона;
  • NIRSpec (Европа) — спектрограф видимого и ближнего инфракрасного диапазона;
  • NIRISS (Канада) — камера и бесщелевой спектрограф. В состав прибора входит датчик точного наведения телескопа FGS;
  • MIRI (США и Европа) — камера и спектрограф среднего инфракрасного диапазона. MIRI будет дополнительно охлаждаться до температуры 7 К гелиевым криокулером.

Главной целью телескопа «Джеймс Уэбб» станет наблюдение эпохи образования самых первых звезд и галактик. Это происходило примерно 13,5 млрд лет назад. Из-за красного смещения, вызванного расширением Вселенной, ультрафиолетовое излучение и видимый свет, идущий от первых светящихся объектов, доходят до нас в инфракрасном диапазоне. Поэтому иногда этот телескоп называют также образно «машиной времени». Ученые смогут наблюдать молодую Вселенную, найдут первые галактики и звезды, образовавшиеся после Большого взрыва.

«Джеймс Уэбб» будет наблюдать уже открытые ранее экзопланеты, чтобы получить данные о химическом составе их атмосфер. Не будет обделена вниманием и Солнечная система: телескоп позволит по-новому, с беспрецедентным разрешением и чувствительностью, посмотреть на планеты, их спутники, на транснептуновые объекты.

Разработка телескопа «Джеймс Уэбб» началась в 1996 году. За 25 лет многократно менялась его концепция и конструкция, сдвигались сроки запуска, росла стоимость, достигнув к 2021 году 10 млрд долл. Но открытия, которые он может подарить человечеству, должны оправдать все траты и долгое ожидание. Благодаря точности выведения на ракете Ariane-5, было сэкономлено топливо, которое необходимо для ориентации аппарата — чтобы укрывать от солнца телескоп и одновременно эффективно подставлять свету солнечную панель, а также поддерживать устойчивую гало-орбиту вокруг точки Лагранжа L2. Оставшегося запаса топлива должно хватить на десять лет работы. Будем надеяться, что весьма плодотворной.

Александр Хохлов,
популяризатор космонавтики,
член Северо-Западной организации Федерации космонавтики РФ

Фото NASA

1. jwst.nasa.gov/content/webbLaunch/deploymentExplorer.html

2. jwst.nasa.gov/content/about/orbit.html

3. jwst.nasa.gov/content/webbLaunch/whereIsWebb.html

4. blogs.nasa.gov/webb/category/james-webb-space-telescope/

5. phys.org/news/2011–01-space-telescope-beryllium-mirrors.html

6. stsci.edu/jwst/instrumentation

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

См. также:

Подписаться
Уведомление о
guest
18 Комментария(-ев)
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии
Max Kammerer
Max Kammerer
4 месяцев(-а) назад

Пишут, благодаря сэкономленному топливу телескоп сможет работать не 10, а 20 лет.

ричард
ричард
4 месяцев(-а) назад

«Главной целью телескопа «Джеймс Уэбб» станет наблюдение эпохи образования самых первых звезд и галактик. Это происходило примерно 13,5 млрд лет назад.»
А главным результатом может стать опровержение стандартной космологической модели.

Тау Дзета
Тау Дзета
4 месяцев(-а) назад

«Самый большой в истории космический телескоп»
————————————————————————

В принципе, после этого глупого утверждения можно дальше уже не читать. Самый большой в истории космический телескоп — это Радиоастрон (он же Спектр-Р»).

Максим
Максим
4 месяцев(-а) назад

«с беспрецедентным разрешением» — в два раза выше «Хаббла» в лучшем случае. Или это не так?

Андрей
Андрей
4 месяцев(-а) назад
В ответ на:  Максим

ну так это и есть «беспрецедентное»

Максим
Максим
4 месяцев(-а) назад
В ответ на:  Андрей

Нет, формализм здесь не пройдёт.

Тау Дзета
Тау Дзета
4 месяцев(-а) назад
В ответ на:  Максим

По открытым интернетным данным — Хаббл — 0.05 секунды дуги, Вебб — 0.07 секунды дуги, и Радиоастрон — 0.0007 секунды дуги. Т.е. и здесь автор текстовки плохо подготовился..

Тау Дзета
Тау Дзета
4 месяцев(-а) назад
В ответ на:  Тау Дзета

Ошибся, Радиоастрон 0.0000007 секунды дуги (0.7 микросекунды дуги).

Паша
Паша
4 месяцев(-а) назад
В ответ на:  Максим

Разрешение в радиоастрономических системах со сверхдлинной базой (например, Радиоастрон, телескоп горизонта событий) на много порядков лучше, как уже здесь было подмечено. Разумеется, есть и наземные оптические системы с лучшим разрешением. Основная фенька Вебба — его чувствительность в инфракрасном диапазоне. Например, за разумное время наблюдений он сможет наблюдать объекты в центре нашей Галактики (порядка 8.5 тысяч световых лет от нас) светящие в 100-1000 раз слабее, чем Солнце, если они излучают в том спектральном диапазоне, где у него максимум чувствительности.

Максим
Максим
4 месяцев(-а) назад
В ответ на:  Паша

Это понятно. Но не надо бросаться словами как в дешевой рекламе.

Паша
Паша
4 месяцев(-а) назад
В ответ на:  Максим

Согласен :)

ричард
ричард
4 месяцев(-а) назад
В ответ на:  Паша

«порядка 8.5 тысяч световых лет от нас» х 3,26156377716…
до ScrA* порядка 8 кпк

Паша
Паша
4 месяцев(-а) назад
В ответ на:  ричард

Тьфу, пардон! Я 8.5 килопарсек, разумеется, имел ввиду, описался просто!

ричард
ричард
4 месяцев(-а) назад

Главное — он будет видеть эм. линию Lya (1216 ангстрем при z=0) на z недоступном наземным 10-метровым. Если такие квазары будут на z=15-20 то это «контрольный в голову» стандартной космологической модели. С инфляциями, осциляциями и точной постпланковской космологией. Беловежская пуща в точке L2.

Владимир Аксайский
Владимир Аксайский
3 месяцев(-а) назад

Любопытный текст-самореклама появился на сайте NASA 19янв2022
«Год в администрации Байдена, NASA смотрит в будущее».
https://www.nasa.gov/press-release/one-year-into-the-biden-administration-nasa-looks-to-future
Первый абзац позволяет представить общий тон пресс-релиза:
«…За прошедший год NASA внесло ценный вклад в достижение целей администрации Байдена-Харрис, став лидером на мировой арене, решая неотложную проблему изменения климата, создавая высокооплачиваемые рабочие места и вдохновляя будущие поколения…»
Изумил акцент на девочках и испаноговорящих латиноамериканцах, цитирую:
Лунный выстрел на миллион девушек.
NASA стало партнером мероприятия Million Girls MoonshotReach for the Stars Downlink Event, являющегося частью MillionGirls Moonshot, пятилетнего партнерства, призванного развить инженерное мышление у одного миллиона девочек к 2025 году. Для участия в мероприятии зарегистрировались более 24 000 студентов.
НАСА также провело свою первую прямую трансляцию на испанском языке о посадке Mars Perseverance, которая получила более 2,6 миллиона просмотров.
Трансляция ( https://www.youtube.com/watch?v=upLM5yGVKLg ) NASA на испанском языке о запуске телескопа Уэбба «Desplegando el universo» набрала 465 000 просмотров.
Прочитайте этот пресс-релиз на испанском языке здесь
https://www.nasa.gov/press-release/a-un-a-o-del-mandato-de-biden-lanasa-mira-hacia-el-futuro
Любопытно, — с чего вдруг такое внимание NASA к девочкам и латиноамериканцам?

Владимир Аксайский
Владимир Аксайский
3 месяцев(-а) назад

Любопытно, — увидит ли Уэбб что-нибудь на длине волны около 4.429 мкм (2258 обр.см.)?
Полоса поглощения с максимумом в районе 4.429 мкм почему-то очень большая редкость в ИК-спектрах земных веществ, — ей соответствует квазичастица с электромагнитной массой 0.28 эВ. 

Олег
Олег
3 месяцев(-а) назад

Ждем первые фоточки, чтобы повесить новые обои на рабочий стол )))))

Владимир Аксайский
Владимир Аксайский
3 месяцев(-а) назад

Похоже, скоро мы услышим от NASA сенсационные новости о жизни вне Земли.
Доктор Лори Лешин, Dr. Laurie Leshin, — обаятельная американская ученая-геохимик назначена директором Лаборатории реактивного движения ( JPL ) в Южной Калифорнии.
https://www.nasa.gov/press-release/nasa-statement-on-new-jet-propulsion-laboratory-director-appointment
и
https://en.wikipedia.org/wiki/Laurie_Leshin
Это радует, — ведь новостей об экзопланентах от телескопа Уэбба ещё ждать и ждать.

Оценить: 
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (8 оценок, среднее: 4,38 из 5)
Загрузка...
 
 

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: