Matomas, kad visiškai surinktas Džeimso Webbo kosminis teleskopas su saulės skydeliu ir „vienetinėmis padėklų struktūromis“ (kurios sulankstomos aplink teleskopą, kad būtų paleistas) yra iš dalies panaudotos atviroje konfigūracijoje, kad būtų galima įdiegti teleskopą.
(Paveikslėlis: © NASA / Chris Gunn)
Paulius M. Sutteris yra astrofizikas Ohajo valstijos universitetas, šeimininkas Paklauskite erdvėlaivio ir Kosminis radijas, ir „Jūsų vieta Visatoje.„Sutteris prisidėjo prie šio straipsnio „Space.com“ ekspertų balsai: op-ed ir įžvalgos.
NASA Džeimso Webbo kosminis teleskopas (šiuo metu) planuojama pradėti pardavinėti 2021 m. kovo mėn., po daugelio metų vėlavimų ir milijardų dolerių, išleistų per biudžetą. Nors nesunku tvirtinti, kad buvo švaistomas visas laikas ir pinigai, ši observatorija bus premjeros ir neginčijama infraraudonųjų spindulių bangos ilgio čempionė, suteikianti mums neprilygstamą patekimą į visatos kampelius, kurie šiuo metu yra neprieinami.
Jei norime išmokti naujų dalykų apie viską nuo pirmųjų galaktikų iki galimybės gyvenimas kitose planetose, maždaug 9,7 milijardo dolerių Jamesas Webbas yra vienintelė mūsų viltis.
Neramus
Nors Džeimso Webbo kosminis teleskopas („JWST“ žinomiems) yra minimas kaip NASA šturmuoto „įpėdinis“. Hablo kosminis teleskopas, tai nėra. „Hablas“ pirmiausia yra optinis teleskopas, fiksuojantis šviesos bangos ilgį, panašų į diapazoną, kurį daro žmogaus akis, ir po truputį pratęsiantis jį prie infraraudonųjų ir ultravioletinių (UV) elektromagnetinio spektro dalių. Iš esmės „Hablas“ yra milžiniškas aplink orą einantis akies obuolys, pateikiantis stulbinančius vaizdus, kuriuos pamatytumėte, jei jūsų regos nervai būtų panašiai įrengti.
Bet JWST yra kitoks. Jis bus stebimas tik infraraudonųjų spindulių ryšiu, vos subraižydamas giliausias įmanomas raudonas spalvas, kurias gali pamatyti žmogus. Kitaip tariant, JWST tirs visatą, kuri yra beveik nematoma žmogaus patirčiai.
Viena iš pagrindinių priežasčių, kodėl JWST yra sukurta kaip infraraudonųjų spindulių sritis, yra ta, kad infraraudonųjų spindulių astronomiją iš tikrųjų yra labai sunku padaryti iš Žemės paviršiaus. Šviesos tarša yra astronomų, kuriems reikalingas skaidrus ir visiškai tamsus dangus, kad būtų galima atlikti išsamius stebėjimus ir matavimus.
O infraraudonųjų spindulių tarša patenka iš daugybės skirtingų vietų. Iš esmės viskas šilta. Kuris iš esmės yra viskas. Žmogaus kūnai sukuria 100 vatų infraraudonosios spinduliuotės. Pati Žemė yra gana šilta, stipriai švytinti infraraudonųjų spindulių juostose. Net pats teleskopas, jei jis yra kambario temperatūroje, infraraudonųjų spindulių spinduliuose yra greitas.
Tai nėra tai, ko negalime padaryti infraraudonųjų spindulių astronomija nuo žemės paviršiaus, tiesiog tai yra žlugdančiai sunku.
Vadinasi, erdvė.
Toli nuo namų
JWST nuvažiuos maždaug 1 milijoną mylių (1,5 milijono kilometrų) nuo Žemės, kad saugiai patektų į ją toli nuo mūsų šiltos, infraraudonųjų spindulių švytinčios planetos. Bet net vis tiek yra saulė kovoti su. Ar kada sėdite lauke gražią vasaros dieną, jausdami saulės kaitrą ant jūsų odos? Taip, tai infraraudonoji spinduliuotė, išsiurbta iš kibiro. Ir net per milijoną mylių nuo Žemės saulė vis dar truputį skanu.
Norėdami kovoti su tuo, infraraudonųjų spindulių kosminių teleskopų dizaineriai turi keletą galimybių. Dažniausias pasirinkimas yra naudoti aktyvią aušinimo sistemą, atšaldant teleskopą iki temperatūros, reikalingos tinkamai stebėti infraraudonųjų bangų ilgį. Tai yra puiku ir jį panaudojo ankstesni infraraudonųjų spindulių kosminiai teleskopai, tačiau tai riboja jų eksploatavimo laiką. Nebereikia aušinimo skysčio = nebėra astronomijos.
Vietoj to JWST dislokuos milžinišką, brangų kosminį skėtį, kurio ilgis 72 pėdos (22 metrai) ir 36 pėdos (11 m), pagamintas iš penkių ypač atspindinčių medžiagų sluoksnių, kurių kiekvienas yra plonesnis už žmogaus plaukus. Ši masinė „apsaugos nuo saulės skydelis„pats teleskopas išlaikys pastovų atspalvį, kažkur į pietus nuo minus 370 laipsnių Farenheito (minus 223 laipsnių šilumos), kuris yra idealus infraraudonųjų spindulių bangos ilgiui, kurį jis tiria.
Nors, kaip tik linksmybėms, vienas iš borto prietaisų bus atšaldytas su aktyvia aušinimo sistema iki žemesnės nei minus 433 Fahrenheit (minus 258 C), kuri leis jai pasiekti dar ilgesnius infraraudonųjų spindulių bangos ilgius.
Štai mokslas
Apskritai, JWST yra didžiulė. Tiesą sakant, jis yra toks didelis, kad neturėtų tilpti į raketą. Be didžiulio saulės skydo, pagrindinis veidrodis bus 21,5 pėdų (6,5 m) skersmens, kuris yra daug platesnis nei bet koks šiuo metu naudojamas raketų gaubtas. Veidrodžio įtempimas į raketos šoną nėra tiksliai tinkamas sprendimas, todėl sumanūs NASA inžinieriai suskaidė veidrodį į 18 mažesnių šešiakampių skyrių, kurie bus sukabinti ir sulankstyti į raketą (kartu su sulankstyta). saulės skydas ir pats likęs teleskopas).
Jei viskas vyks gerai, praėjus vos kelioms dienoms po paleidimo JWST eis į savo stebėjimo tašką, atsiskleis ir pradės spoksoti.
O tai, ką jis pamatys, bus nuostabu - ir aš žaibiškai nenaudoju šio žodžio. Vienas pagrindinių jos tikslų bus ankstyvoji visata, kai mūsų kosmosas buvo vos kelių šimtų milijonų metų amžiaus. Pirmosios žvaigždės ir galaktikos, pasirodžiusios kosminėje scenoje, ryškiai mirgėjo matomame spektre, tačiau per pastaruosius 13 milijardų metų visata išsiplėtė, ištempdama tą šviesą iš matomo diapazono ir žemyn į infraraudonųjų spindulių spindulį - tiesiai į JWST projektavimo parametrų puikią vietą.
Kadangi iš pirmųjų žvaigždžių ir galaktikų epochos iš viso neturime vaizdų (tariamai žinomų kaip „kosminė aušra") tai bus pirmasis mūsų žvilgsnis į šį svarbų amžių kosmoso istorijoje.
Arčiau namų, JWST ištirs viską, kas atvėsta kosmose - nuo protoplanetinių diskų aplink naujagimių žvaigždes iki molekulinių debesų, kometų, Kuiperio juostos objektų ir dar daugiau.
JWST panaudos specializuotą prietaisą, kad pašalintų kai kurių tolimų žvaigždžių šviesą, o observatorija leis fotografuoti objektus, esančius aplink žvaigždes, pavyzdžiui, egzoplanetos. Tos planetos švytės infraraudonųjų spindulių spinduliais, o jų atmosferoje esanti šviesa bus modifikuota chemikalų ir jų atmosferoje esančių elementų, chemikalų ir elementų, kurie gali būti gyvybės ženklai.
Nuo ET medžiotojo iki kosminio aušros apreiškėjo JWST tikrai bus verta laukti.
- NASA James Webb kosminis teleskopas: Hablo kosminis įpėdinis
- Įspėjamasis namas, praleidžiantis sąskaitą gaisro, Jameso Webbo kosminiame teleskope
- NASA James Webb kosminis teleskopas atvyksta į Kaliforniją galutinei asamblėjai (nuotraukos)
Sužinokite daugiau klausydamiesi epizodo "Ar verta laukti Jameso Webbo?" podcast'e „Ask A Spaceman“, pasiekiamą „iTunes“ ir internete http://www.askaspaceman.com. Ačiū @SethDSanders, @hhyech, White I. ir Veljo U. už klausimus, kurie paskatino šį kūrinį! Užduokite savo klausimą „Twitter“ naudodami #AskASpaceman arba sekdami Paulių @PaulMattSutter ir facebook.com/PaulMattSutter.
