Апертуранын ар бир кошумча сантиметри, байкоо убактысынын ар бир кошумча секундасы жана ар бир ашыкча атмосфералык баш аламандыктын атому телескоптун көрүү талаасынан алынып салынышы менен Аалам жакшыраак, тереңирээк жана айкыныраак көрүнөт.
Хабблга 25 жыл
Хаббл телескобу 1990-жылы иштей баштаганда астрономияда жаңы доорду - космосту ачкан. Атмосфера менен күрөшүү, булуттар же электромагниттик бүлбүлдоолор жөнүндө тынчсыздануу дагы жок болчу. Болгону спутникти бутага жайгаштыруу, аны турукташтыруу жана фотондорду чогултуу гана талап кылынган. 25 жылдын ичинде космостук телескоптор бүт электромагниттик спектрди камтый башташты, бул биринчи жолу жарыктын ар бир толкун узундугунда ааламды көрүүгө мүмкүндүк берди.
Бирок биздин билимибиз көбөйгөн сайын, белгисиз нерселер жөнүндө түшүнүгүбүз да көбөйдү. Ааламга канчалык алыс карай турган болсок, өткөндү ошончолук терең көрөбүз: Биг Бенгден берки чектүү убакыт, жарыктын чектүү ылдамдыгы менен биригип, биз байкай турган чекти камсыздайт. Болгондо да мейкиндиктин кеңейиши толкун узундугун узартуу менен бизге каршы иштейтбиздин көзүбүзгө ааламды кыдырып жылдыздардын жарыгы. Ааламдын биз ачкан эң терең, эң сонун сүрөттөлүшүн берген Хаббл телескобу да бул жагынан чектелүү.
Хабблдын кемчиликтери
Хаббл укмуштуудай телескоп, бирок анын бир катар негизги чектөөлөрү бар:
- Диаметри 2,4м гана, анын чечилиши чектелет.
- Чакылтуучу материалдар менен капталганына карабастан, ал дайыма күн нурунун астында турат, бул аны ысытат. Бул жылуулук эффекттеринен улам 1,6 мкмден ашкан жарык толкун узундугун байкай албайт дегенди билдирет.
- Чектелген диафрагма менен ал сезгич толкун узундуктарынын айкалышы телескоп 500 миллион жылдан ашпаган галактикаларды көрө алат дегенди билдирет.
Бул галактикалар кооз, алыс жана аалам азыркы жашынын 4% гана болгон кезде бар болчу. Бирок жылдыздар менен галактикалар андан да мурда болгондугу белгилүү.
Муну көрүү үчүн телескоптун сезгичтиги жогору болушу керек. Бул Хабблга караганда узунураак толкун узундуктарына жана төмөнкү температурага өтүүнү билдирет. Ошондуктан Джеймс Уэбб космостук телескобу курулууда.
Илимдин келечеги
Джеймс Уэбб космостук телескобу (JWST) дал ушул чектөөлөрдү жеңүү үчүн иштелип чыккан: диаметри 6,5 м болгон телескоп Хабблга караганда 7 эсе көп жарык чогултат. Ал ачат600 нмден 6 мкмге чейинки жогорку резолюциядагы ультра спектроскопия (Хаббл көрө алган толкун узундугунан 4 эсе көп), спектрдин орто инфракызыл аймагында мурда болуп көрбөгөндөй сезгичтик менен байкоо жүргүзүү үчүн. JWST Плутондун бетинин температурасына пассивдүү муздатууну колдонот жана орто инфракызыл аспаптарды 7К чейин активдүү муздатууга жөндөмдүү.
Ал уруксат берет:
- эң алгачкы галактикаларды байкаңыз;
- нейтралдуу газды көрүп, биринчи жылдыздарды жана ааламдын реионизациясын изилдеңиз;
- Биг Бенгден кийин пайда болгон эң биринчи жылдыздарга (III популяция) спектроскопиялык анализ жүргүзүү;
- ааламдагы эң алгачкы супермассивдүү кара тешиктердин жана квазарлардын ачылышы сыяктуу укмуштуудай сюрприздерге ээ болуңуз.
JWSTтин илимий изилдөө деңгээли буга чейинки эч нерсеге окшобойт, ошондуктан телескоп NASAнын 2010-жылдардагы флагмандык миссиясы катары тандалган.
Илимий шедевр
Техникалык көз караштан алганда, жаңы Джеймс Уэбб телескобу чыныгы искусство чыгармасы. Долбоор узак жолду басып өттү: бюджеттин ашыкча болушу, графиктин кечигүүлөрү жана долбоордун жокко чыгарылуу коркунучу бар. Жаңы жетекчиликтин кийлигишүүсүнөн кийин баары өзгөрдү. Долбоор күтүлбөгөн жерден сааттын механизминдей иштеп, каражат бөлүндү, каталар, мүчүлүштүктөр жана көйгөйлөр эске алынды, жана JWST командасы туура келе баштадыбардык мөөнөттөр, графиктер жана бюджеттик негиздер. Аппаратты учуруу Ariane-5 ракетасында 2018-жылдын октябрына пландаштырылган. Команда графикти гана карманбастан, бардык күтүлбөгөн жагдайларды эсепке алуу үчүн тогуз ай калды, баары топтолуп, ошол күнгө даяр.
Джеймс Уэбб телескобу 4 негизги бөлүктөн турат.
Оптикалык блок
Бардык күзгүлөрдү камтыйт, алардын ичинен он сегиз негизги сегменттелген алтын жалатылган күзгү эң натыйжалуу. Алар алыскы жылдыздардын жарыгын чогултуу жана аны анализдөө үчүн аспаптарга буруу үчүн колдонулат. Бул күзгүлөрдүн баары азыр даяр жана кемчиликсиз, график боюнча жасалган. Чогулгандан кийин, алар компакт түзүлүшкө бүктөлүп, Жерден L2 Лагранж чекитине чейин 1 миллион кмден ашык жерге учурулат, андан кийин автоматтык түрдө жайгаштырылат, ал келерки жылдар бою ультра узак аралыктагы жарыкты чогулта турган бал уясынын түзүлүшүн пайда кылат. Бул чынында эле сонун нерсе жана көптөгөн адистердин титаникалык аракеттеринин ийгиликтүү натыйжасы.
Инфракызыл камеранын жанында
Webb 100% аяктаган төрт илимий аспап менен жабдылган. Телескоптун негизги камерасы көрүнүүчү кызгылт сары жарыктан терең инфракызыл нурга чейин жакын IR камерасы. Ал эң алгачкы жылдыздардын, калыптануу процессиндеги эң жаш галактикалардын, Саманчынын жолунун жана ага жакын галактикалардын жаш жылдыздарынын, Койпер тилкесиндеги жүздөгөн жаңы объекттердин болуп көрбөгөндөй сүрөттөрүн берет. Албашка жылдыздардын айланасындагы планеталарды түз сүрөттөө үчүн оптималдаштырылган. Бул көпчүлүк байкоочулар колдонгон негизги камера болот.
Инфракызыл спектрографка жакын
Бул курал жарыкты өзүнчө толкун узундуктарына гана бөлбөстөн, муну бир эле учурда 100дөн ашык өзүнчө объектилер үчүн жасай алат! Бул аспап 3 түрдүү спектроскопия режиминде иштөөгө жөндөмдүү универсалдуу Webba спектрографы болот. Ал Европанын Космос агенттиги тарабынан курулган, бирок көптөгөн компоненттер, анын ичинде детекторлор жана көп дарбазалуу батареялар Космостук учуу борбору тарабынан берилген. Годдард (НАСА). Бул шайман сыналган жана орнотууга даяр.
Орто-Инфракызыл аспап
Аппарат кең тилкелүү сүрөттөө үчүн колдонулат, башкача айтканда, бардык Webb аспаптарынан эң таасирдүү сүрөттөрдү чыгарат. Илимий көз караштан алганда, ал жаш жылдыздардын айланасындагы протопланетарлык дисктерди өлчөөдө, Койпер тилкесиндеги объектилерди жана жылдыз жарыгы менен ысытылган чаңды болуп көрбөгөндөй тактык менен өлчөө жана сүрөттөө үчүн абдан пайдалуу болот. Бул криогендик жол менен 7 К чейин муздатылган жалгыз аспап болот. Спитцер космостук телескопуна салыштырмалуу бул натыйжаларды 100 эсе жакшыртат.
Жарыксыз жакын IR спектрограф (NIRISS)
Түзмөктө төмөнкүлөрдү жасоого мүмкүндүк берет:
- жакын инфракызыл толкун узундуктарындагы кең бурчтуу спектроскопия (1,0 - 2,5 мкм);
- бир объекттин гризм спектроскопиясыкөрүнүүчү жана инфракызыл диапазон (0,6 - 3,0 микрон);
- 3,8 - 4,8 мкм толкун узундуктарында диафрагманы маскалоочу интерферометрия (биринчи жылдыздар жана галактикалар күтүлөт);
- көрүү аянтынын кеңири диапазонунда тартуу.
Бул аспап Канаданын космостук агенттиги тарабынан түзүлгөн. Криогендик сыноодон өткөндөн кийин ал телескоптун аспап бөлүмүнө интеграциялоого даяр болот.
Күн калкан
Космостук телескоптор алар менен али жабдылган эмес. Ар бир ишке киргизүүнүн эң коркунучтуу аспектилеринин бири - бул толугу менен жаңы материалды колдонуу. Жеймс Уэбб телескобу космостук кемени бир жолку керектелүүчү муздаткыч менен активдүү муздатуунун ордуна, телескоптон күн радиациясын чагылдыруу үчүн орнотула турган 5 катмардан турган калканчты колдонот. 25 метрлик беш барак титан таякчалары менен туташтырылат жана телескоп орнотулгандан кийин орнотулат. Коргоо 2008 жана 2009-жылдары сыналган. Лабораториялык сыноолорго катышкан толук масштабдуу моделдер бул жерде, жер бетинде жасашы керек болгон нерселердин баарын жасашты. Бул сонун инновация.
Бул дагы укмуштуудай түшүнүк: Күндөн келген жарыкты жаап, телескопту көлөкөдө коюу эмес, муну бардык жылуулук телескоптун ориентациясынын карама-каршы багытында чачырата тургандай кылып жасоо. Космостун вакуумундагы беш катмардын ар бири температурадан бир аз жылуураак болгон сырттан алыстаган сайын муздап калат. Жердин үстү - болжол менен 350-360 К. Акыркы катмардын температурасы 37-40 К чейин төмөндөшү керек, бул Плутондун бетиндеги түнкүгө караганда муздак.
Мындан тышкары, терең космостун катаал чөйрөсүнөн коргоо үчүн олуттуу чаралар көрүлдү. Бул жерде тынчсыздана турган нерселердин бири – саатына ондогон, атүгүл жүз миңдеген километр ылдамдыкта планеталар аралык мейкиндикте учуп бараткан майда шагыл таштар, кум дандары, чаңдардын тактары жана андан да кичинелери. Бул микрометеориттер алар жолуккан бардык нерселерде кичинекей, микроскопиялык тешиктерди жасоого жөндөмдүү: космостук кемелер, астронавттардын костюмдары, телескоп күзгүлөрү жана башкалар. Эгерде күзгүлөр "жакшы жарыктын" көлөмүн бир аз азайткан оюктарды же тешиктерди гана алса, анда күн калканч четинен четине чейин жыртылып, бүт катмарды жараксыз кылып коюшу мүмкүн. Бул көрүнүш менен күрөшүү үчүн мыкты идея колдонулган.
Күн калканчынын баары бөлүктөргө бөлүнгөн, эгерде алардын биринде, экисинде, атүгүл үчөөсүндө кичине боштук болсо, катмар андан ары жыртылбай тургандай, айнектин алдыңкы айнегинин жаракасы сыяктуу. машина. Бөлүп коюу бүтүндөй түзүмдү сактайт, бул деградациянын алдын алуу үчүн маанилүү.
Космостук аппараттар: чогултуу жана башкаруу системалары
Бул эң кеңири таралган компонент, анткени бардык космостук телескоптор жана илимий миссиялар бар. JWSTде ал уникалдуу, бирок ошол эле учурда толугу менен даяр. Долбоордун башкы подрядчысы Нортроп Грумманга калканчты бүтүрүү, телескопту чогултуу жана аны сыноо гана калды. Машина даяр болот2 жылдан кийин ишке киргизилет.
10 жыл ачылыш
Эгерде баары ойдогудай болсо, адамзат улуу илимий ачылыштардын босогосунда болот. Эң алгачкы жылдыздардын жана галактикалардын көрүнүшүн ушул убакка чейин жаап келген нейтралдуу газдын пардасы Уэббдин инфракызыл мүмкүнчүлүктөрү жана анын эбегейсиз жарыктыгы менен жок кылынат. Бул эң чоң, эң сезимтал телескоп болот, толкун узундугу 0,6-28 микрон (адамдын көзү 0,4-0,7 микронду көрөт). Ал он жылдык байкоону камсыз кылат деп күтүлүүдө.
НАСАнын маалыматы боюнча, Уэбб миссиясынын өмүрү 5,5 жылдан 10 жылга чейин болот. Ал орбитаны кармап туруу үчүн зарыл болгон кыймылдаткычтын көлөмү жана космостун катаал чөйрөсүндө электроника менен жабдуулардын иштөө мөөнөтү менен чектелет. Джеймс Уэбб орбиталдык телескобу бүт 10 жылдык мөөнөткө күйүүчү май ташыйт, ал эми учурулгандан кийин 6 ай өткөндөн кийин, 5 жылдык илимий ишке кепилдик берүүчү учуу колдоо сыноолору жүргүзүлөт.
Эмне туура эмес болушу мүмкүн?
Негизги чектөөчү фактор - борттогу күйүүчү майдын көлөмү. Ал аяктаганда спутник L2 Лагранж чекитинен алыстап, Жерге жакын жерде башаламан орбитага кирет.
Муну менен кел, башка кыйынчылыктар болушу мүмкүн:
- күзгүлөрдүн бузулушу, бул чогулган жарыктын көлөмүнө таасирин тийгизет жана сүрөт артефакттарын жаратат, бирок телескоптун андан аркы иштөөсүнө зыян келтирбейт;
- күн экранынын бир бөлүгү же толугу менен иштебей калышы, бул көбөйүүгө алып келеткосмос аппаратынын температурасын жана колдонууга жарамдуу толкун узундуктарынын диапазонун өтө жакын инфракызыл (2-3 микрон) чейин тарытуу;
- Орто IR аспаптын муздатуу тутумунун бузулушу, аны жараксыз кылып, башка аспаптарга (0,6-6 мкм) таасирин тийгизбейт.
Джеймс Уэбб телескобун күтүп жаткан эң татаал сыноо бул учуруу жана берилген орбитага киргизүү. Бул жагдайлар сыналган жана ийгиликтүү аяктады.
Илимдеги революция
Эгер Джеймс Уэбб телескобу иштей баштаса, 2018-жылдан 2028-жылга чейин аны иштетүү үчүн күйүүчү май жетиштүү болот. Мындан тышкары, май куюу мүмкүнчүлүгү бар, бул телескоптун иштөө мөөнөтүн дагы он жылга узарта алат. Хаббл 25 жылдан бери иштеп жаткан сыяктуу, JWST революциячыл илимдин муунун камсыздай алат. 2018-жылдын октябрында Ariane 5 ташуучу аппараты орбитага астрономиянын келечегин чыгарат, ал 10 жылдан ашык талыкпаган эмгектен кийин өз жемишин бере баштоого даяр. Космостук телескоптордун келечеги дээрлик ушул жерде.
