Mums, žmonėms, yra nepasotinamas alkis suprasti Visatą. Kaip sakė Carlas Saganas, „supratimas yra ekstazė“. Tačiau norint suprasti Visatą, reikia geresnių ir geresnių būdų ją stebėti. Ir tai reiškia vieną dalyką: didelius, didžiulius, milžiniškus teleskopus.
Šioje serijoje apžvelgsime 6 pasaulinius super teleskopus:
- Milžiniškojo Magelano teleskopas
- Be galo didelis teleskopas
- 30 metrų teleskopas
- Europos nepaprastai didelis teleskopas
- Didelis apžvalgos teleskopas
- Džeimso Webbo kosminis teleskopas
- Plačiajuosčio lauko infraraudonųjų spindulių teleskopas
James Webb kosminis teleskopas “> James Webb kosminis teleskopas (JWST arba Webb) gali būti nekantriausiai laukiamas iš super teleskopų. Gal dėl to, kad pakeliui į pastatymą ji patyrė kankinamą kelią. O gal todėl, kad jis skiriasi nuo kitų super teleskopų, nes veikdamas jis yra 1,5 mln. Km (1 mln. Mylių) atstumu nuo Žemės.
Jei stebėjote „Webb“ dramą, žinosite, kad išlaidų viršijimas ją beveik atšaukė. Tai būtų buvusi tikra gėda.
JWST alaus gamina nuo 1996 m., Tačiau kelyje patyrė tam tikrų iškilimų. Tas kelias ir jo iškilimai buvo aptarti kitur, taigi tai, kas padaryta toliau, yra trumpai sugadinta.
Pradinės JWST sąmatos buvo 1,6 milijardo JAV dolerių kaina ir 2011 m. Pradžios data. Tačiau išlaidos išaugo, ir kilo kitų problemų. Tai paskatino JAV Atstovų rūmus 2011 m. Atšaukti projektą. Tačiau tais pačiais metais vėliau JAV Kongresas atšaukė projektą. Galiausiai „Webb“ galutinė kaina siekė 8,8 milijardo JAV dolerių, o pasirodymo data buvo nustatyta 2018 m. Spalio mėn. Tai reiškia, kad pirmoji JWST lemputė bus kur kas greičiau nei kiti super teleskopai.
Įsivaizduojama, kad Webbas bus Hablo kosminio teleskopo, kuris veikia nuo 1990 m., Įpėdinis. Tačiau Hablas yra žemos žemės orbitoje ir jo pirminis veidrodis yra 2,4 metro. JWST bus išdėstyta orbitoje „LaGrange 2“ taške, o jos pagrindinis veidrodis bus 6,5 metro. Hablas stebės artimojo ultravioletinio, matomo ir artimojo infraraudonųjų spindulių spektrą, o Webb stebės matomą ilgą bangos ilgį (oranžinė-raudona) šviesą per artimąjį infraraudonąjį spindulį iki vidutinio infraraudonųjų spindulių. Tai turi keletą svarbių padarinių Webb pateiktam mokslui.
Jamesas Webbas yra pastatytas iš keturių instrumentų:
- Artimosios infraraudonųjų spindulių kamera (NIRCam)
- Artimosios infraraudonųjų spindulių spektrografas (NIRSpec)
- Vidurinis infraraudonųjų spindulių instrumentas (MIRI)
- Puikus orientacinis jutiklis / artimas infraraudonųjų spindulių vaizdo įtaisas ir be plyšių spektrografas (FGS / NIRISS)
„NIRCam“ yra pagrindinis Webb'o atvaizdas. Jis stebės ankstyviausių žvaigždžių ir galaktikų susidarymą, žvaigždžių populiaciją šalia esančiose galaktikose, Kuiperio juostos objektus ir jaunas žvaigždes Paukščių Take. „NIRCam“ yra įmontuoti koronografai, kurie blokuoja šviesą iš ryškių objektų, kad būtų galima pastebėti artimesnius objektus.
„NIRSpec“ veiks nuo 0 iki 5 mikronų diapazone. Jo spektrografas padalins šviesą į spektrą. Gautas spektras nurodo objektus, temperatūrą, masę ir cheminę sudėtį. „NIRSpec“ vienu metu stebės 100 objektų.
MIRI yra fotoaparatas ir spektrografas. Tai išvys raudona tolimųjų galaktikų šviesą, naujai besiformuojančias žvaigždes, objektus Kuiperio juostoje ir silpnas kometas. MIRI fotoaparatas teiks plačiajuosčio plačiajuosčio vaizdo vaizdus, kurie ten pateks į stulbinančius vaizdus, kuriuos „Hablas“ mums laikėsi nuolat. Spektrografas pateiks tolimų objektų, kuriuos jis stebės, fizines detales.
FGS / NIRISS tiksli jutiklio dalis suteiks „Webb“ tikslumą, reikalingą aukštos kokybės vaizdams gauti. NIRISS yra specializuotas prietaisas, veikiantis trimis režimais. Bus tiriamas pirmasis šviesos aptikimas, egzoplanetų aptikimas ir apibūdinimas bei egzoplanetų tranzito spektroskopija.
Bendras JWST, kaip ir daugelio kitų teleskopų, tikslas yra suprasti Visatą ir mūsų ištakas. „Webb“ ištirs keturias plačias temas:
- Pirmoji šviesa ir pakartotinė jonizacija: Ankstyvajame Visatos etape šviesos nebuvo. Visata buvo nepermatoma. Galiausiai, atvėsus, fotonai galėjo laisviau keliauti. Tada, tikriausiai šimtus milijonų metų po Didžiojo sprogimo, susiformavo pirmieji šviesos šaltiniai: žvaigždės. Bet mes nežinome, kada ir kokio tipo žvaigždės.
- Kaip susideda galaktikos: Esame įpratę matyti stulbinančius didžiųjų spiralinių galaktikų, egzistuojančių „Kosmoso žurnale“, vaizdus. Bet galaktikoms ne visada taip buvo. Ankstyvosios galaktikos dažnai būdavo mažos ir gumuliškos. Kaip jie susiformavo į formas, kurias matome šiandien?
- Žvaigždžių gimimas ir protoplanetinės sistemos: „Webb“ akys žiūrės tiesiai pro dulkių debesis, kurių „Hablas“ negali matyti. Tie dulkių debesys yra ten, kur formuojasi žvaigždės, ir jų protoplanetinės sistemos. Tai, ką mes matome, daug pasakys apie mūsų pačių Saulės sistemos formavimąsi, taip pat paaiškins daugelį kitų klausimų.
- Planetos ir gyvenimo ištakos: Dabar mes žinome, kad egzoplanetos yra įprastos. Mes radome tūkstančius iš jų, besisukančių aplink visų rūšių žvaigždes. Tačiau apie juos vis dar žinome labai mažai, pavyzdžiui, kokia yra bendra atmosfera ir ar bendri gyvenimo elementai.
Tai visos akivaizdžiai žavios temos. Tačiau dabartiniais laikais vienas iš jų išsiskiria iš kitų: Planetos ir gyvenimo ištakos.
Neseniai atradęs sistemą „TRAPPIST 1“ žmonės sujaudino galbūt atradę gyvenimą kitoje saulės sistemoje. TRAPPIST 1 turi 7 sausumos planetas, o 3 iš jų yra gyvenamojoje zonoje. 2017 m. Vasario mėn. Tai buvo didžiulė naujiena. „Buzz“ vis dar jaučiamas ir žmonės nekantriai laukia daugiau naujienų apie sistemą. Štai kur ateina JWST.
Vienas didelis „TRAPPIST“ sistemos klausimas yra „Ar planetos turi atmosferą?“ „Webb“ gali mums padėti atsakyti į tai.
„NIRSpec“ prietaisas, esantis JWST, galės aptikti bet kokią atmosferą aplink planetas. Gal dar svarbiau, kad ji galės ištirti atmosferą ir papasakoti apie jų sudėtį. Mes žinosime, ar atmosferoje, jei jos yra, yra šiltnamio efektą sukeliančių dujų. „Webb“ taip pat gali aptikti cheminių medžiagų, tokių kaip ozonas ir metanas, kurios yra biosignacijos ir gali mums pasakyti, ar tose planetose gali būti gyvybių.
Galima sakyti, kad jei Jamesas Webbas sugebės aptikti atmosferą „TRAPPIST 1“ planetose ir patvirtinti, kad ten yra biologinio parašo cheminių medžiagų, jis jau atliks savo darbą. Net jei po to nustojo veikti. Tai turbūt toli gražu nenugalima. Tačiau vis dėlto yra galimybė.
Mokslas, kurį pateiks JWST, yra nepaprastai intriguojantis. Bet mes dar nesame ten. Vis dar yra JWST paleidimo klausimas ir sudėtingas diegimas.
Pagrindinis JWST veidrodis yra daug didesnis nei „Hablo“ veidrodis. Jis yra 6,5 metro skersmens, palyginti su Hablo 2,4 metru. „Hablo“ paleidimas nekėlė problemų, nepaisant to, kad jis buvo toks didelis kaip mokyklinis autobusas. Jis buvo įdėtas į kosminį šaudyklą ir „Canadarm“ dislokavo žemoje žemės orbitoje. Tai neveiks Jamesui Webbui.
„Webb“ turi būti paleista į raketą, kad ji būtų išsiųsta pakeliui į L2, tai yra galimus namus. Ir norint būti paleistas į raketą, jis turi tilpti į krovinio vietą raketos nosyje. Tai reiškia, kad jis turi būti sulankstytas.
Veidrodis, kurį sudaro 18 segmentų, raketos viduje yra sulankstytas į tris dalis ir pakeltas į L2. Antenos ir saulės elementai taip pat turi atsiskleisti.
Skirtingai nuo Hablo, „Webb“ turi būti ypač kietas, kad galėtų atlikti savo darbą. Jame yra šaldytuvas, kuris tam padės, tačiau jis taip pat turi didžiulį saulės skydą. Tai yra penkių sluoksnių ir labai didelis saulės skėtis.
Mums reikia visų šių komponentų, kad Webb galėtų atlikti savo veiksmus. Ir nieko panašaus nebuvo bandyta anksčiau.
„Webb“ paleidimas yra tik 7 mėnesiai. Tai tikrai arti, nes projektas beveik atšauktas. Kai mokslas bus atliktas, reikia sunerimti.
Bet mes dar nesame čia, ir turėsime atlikti nervų sistemos pažeidimų paleidimą ir įdiegimą, kad galėtume iš tikrųjų susijaudinti.
