تلسکوپ فضایی جیمز وب (جیمز تلسکوپ فضایی): تاریخ راه اندازی، تجهیزات

با هر دیافراگم اضافی سانتی متر، هر دوره مشاهده ثانیه اضافی و هر فضای اتم اضافی، از راه دور از تلسکوپ بررسی زمینه، بهتر، عمیق تر و واضح تر شما را به جهان را مشاهده کنید.

25 سال از "هابل"

هنگامی که تلسکوپ "هابل" شروع به کار کرد در سال 1990، یک دوره جدید در نجوم باز - فضا. دیگر مجبور به مقابله با جو، ابرها، و یا نگران سوسو زدن الکترومغناطیسی. همه که مورد نیاز است - این است که استقرار ماهواره ای بر روی هدف به ایجاد ثبات در آن و به جمع آوری فوتون. بیش از 25 سال تلسکوپ های فضایی شروع به پوشش طیف کامل الکترومغناطیسی، که برای اولین بار اجازه به در نظر گرفتن جهان در هر طول موج نور است.

اما دانش ما افزایش یافته است، و درک ما از ناشناخته ها افزایش یافته است. بیشتر ما نگاه کردن به جهان، بیشتر ما دیدن گذشته عمیق: مقدار محدودی از بار پس از انفجار بزرگ، در رابطه با سرعت محدود نور محدودیتی برای آنچه که ما می توانیم مشاهده فراهم می کند. علاوه بر این، توسعه فضای خود کار بر علیه ما، کشش طول موج نور از ستاره به عنوان او در سراسر جهان به چشم ما سفر. حتی تلسکوپ فضایی "هابل"، که به ما می دهد عمیق ترین، تصاویر دیدنی و جذاب ترین جهان که ما تا کنون کشف کرده است، در این رابطه محدود شده است.

"هابل" معایب

"هابل" - یک تلسکوپ های شگفت انگیز، اما برخی از محدودیت های اساسی:

• فقط 2.4 متر قطر، که آن را محدود قطعنامه.
• اگر چه مواد پوشش بازتابنده، آن است که به طور مداوم به نور مستقیم خورشید، که گرم می شود در معرض. این به این معنی که با توجه به اثرات حرارتی، او می تواند از طول موج نور بیش از 1.6 میکرون را تماشا نیست.
• ترکیبی از دیافراگم محدود و طول موج، که به آن حساس است، به این معنی که تلسکوپ می تواند کهکشان را بدون دیدن مسن تر از 500 میلیون سال.

این کهکشان کامل، دور، وجود داشت زمانی که جهان فقط حدود 4 درصد از سن کنونی خود را است. اما می دانیم که ستارگان و کهکشان ها قبل وجود داشته است.

برای دیدن آن، تلسکوپ باید حساسیت بالاتری دارند. این به این معنی انتقال به طول موج های بلندتر و درجه حرارت پایین تر از "هابل" است. به همین دلیل است، و ایجاد تلسکوپ فضایی جیمز وب.

چشم انداز علوم

تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) طراحی شده است برای غلبه بر این محدودیت است: با 6.5 متر تلسکوپ قطر جمع آوری 7 بار نور بیشتری نسبت به "هابل" است. این امکان از طیف سنجی-با وضوح فوق العاده بالا از 600 نانومتر تا 6 میکرون (4 برابر بزرگتر از طول موج است، که قادر به دیدن "هابل") به رعایت ناحیه مادون قرمز میانی با حساسیت بالاتر از همیشه قبل از باز می شود. تلسکوپ جیمز وب با استفاده از خنک کننده غیر فعال به دمای سطح پلوتو و قادر است به طور فعال خنک دستگاه اواسط مادون قرمز تا 7 K. تلسکوپ جیمز وب آن را ممکن است برای کارهای علمی به عنوان هیچ کس قبل از این انجام می شود است.

او خواهد شد:

• مشاهده اولین کهکشان ها تا به حال تشکیل؛
• قابل مشاهده از طریق پروب گاز خنثی و اولین جهان ستاره یونیزاسیون سازی مجدد؛
• انجام تجزیه و تحلیل طیف سنجی از ستارگان اولیه (جمعیت III)، پس از انفجار بزرگ شکل گرفته؛
• از شگفتی های شگفت انگیز، مانند کشف اولین سیاه چاله ها و کوازارها در جهان است.

تحقیقاتی در سطح JWST است مشابه آنچه در گذشته نیست، و بنابراین تلسکوپ به عنوان 2010s ماموریت گل سرسبد ناسا انتخاب شد.

شاهکار علمی

از نقطه نظر فنی، تلسکوپ جدید جیمز وب یک کار واقعی هنر است. این پروژه را تصویب کرده است یک راه طولانی: از سرریز بودجه، تاخیر برنامه و خطر ابتلا به لغو پروژه وجود دارد. پس از مداخله از رهبری جدید تغییر کرده است. این پروژه به طور ناگهانی به عنوان ساعت به دست آورد، بودجه، اختصاص داده شد برای اشتباهات، شکست ها و مشکلات را به خود اختصاص، و تیم بسته بندی JWST در تمام شرایط، برنامه و بودجه آغاز شد. راه اندازی شده است برای اکتبر 2018 در یک موشک "آریان 5" برنامه ریزی شده. تیم نه تنها به پیروی از برنامه، او نه ماه از چپ به برای هر وضعیت غیر منتظره است که همه جمع آوری شد و آماده برای این تاریخ اجازه می دهد.

تلسکوپ جیمز وب متشکل از چهار بخش اصلی است.

واحد های نوری

این شامل تمام آینه، که موثر ترین هجده طلایی تقسیم آینه اولیه. آنها استفاده می شود برای جمع آوری نور ستاره های دور و ابزار آن برای تجزیه و تحلیل تمرکز می کنند. همه این آینه در حال حاضر آماده و کامل، درست در برنامه ساخته شده است. در پایان مجمع آنها را به یک طراحی جمع و جور خورده به در حال اجرا در فاصله بیش از 1 میلیون کیلومتر از زمین به نقطه L2 لاگرانژ، و پس از آن به طور خودکار به شکل یک ساختار لانه زنبوری، که برای سال های بسیاری خواهد نور عازم ناحیه دور دست جمع آوری تبدیل شود. این واقعا یک چیز زیبا و یک نتیجه موفق از تلاش تایتانیک بسیاری از متخصصان.

چمدان نزدیک مادون قرمز

"وب" با چهار ابزار علمی است که آماده برای 100٪ مجهز شده است. دوربین اصلی یک دوربین تلسکوپ نزدیک دامنه IR است، از نور مرئی به منطقه عمیق نارنجی مادون قرمز است. این یک تصویر بی سابقه از اولین ستاره ارائه، جوانترین کهکشان هایی که هنوز هم در روند شکل گیری هستند، ستاره های جوان از کهکشان راه شیری و کهکشان های نزدیک، صدها نفر از اشیاء جدید در کمربند کویپر. این است که برای تصویر برداری مستقیم از سیاره در اطراف ستارگان بهینه شده است. این خواهد بود که دوربین اصلی، استفاده شده توسط بسیاری از ناظران.

نزدیک مادون قرمز طیف نگار

این ابزار نه تنها نور را به طول موج منحصر به فرد جدا، اما قادر به انجام این کار برای بیش از 100 اشیاء فردی در همان زمان است! این دستگاه یک طیف نگار جهانی "وب"، که می تواند در 3 طیف سنجی رژیم های مختلف این عمل است. این ساخته شد آژانس فضایی اروپا، اما اجزای بسیاری از جمله آشکارسازهای و باتری چند سوپاپ، ارائه شده توسط مرکز پرواز فضایی. گودارد (ناسا). این دستگاه آزمایش شده و آماده برای نصب و راه اندازی است.

ابزار اواسط مادون قرمز

دستگاه به توان برای تصویربرداری پهنای باند استفاده می شود، به عنوان مثال از آن خواهد شد از طریق تصویر چشمگیر ترین با تمام ابزار "وب" به دست آمده. از نقطه نظر علمی، این امر می تواند مناسب ترین روش در اندازه گیری دیسک گازی اطراف ستاره های جوان، اندازه گیری و تجسم را با دقت بی سابقه ای اشیاء کمربند کوییپر و گرد و غبار گرم شده توسط نور ستاره. او تنها ابزار با cryogenic توسط سرد به 7 K. در مقایسه با تلسکوپ فضایی اسپیتزر، این نتایج در 100 برابر بهبود خواهد یافت.

طیف نگار فاقد شکاف و خلل NIR (NIRISS)

دستگاه تولید خواهد کرد:

• گسترده طیف سنجی در منطقه طول موج مادون قرمز نزدیک (1.0-2.5 میکرون).
• طیف سنجی Grism یک شی در محدوده مرئی و مادون قرمز (0.6-3.0 میکرون).
• تداخل پوشش دیافراگم در طول موج 3.8-4.8 میکرون (که در آن انتظار می رود اولین ستاره ها و کهکشان ها)؛
• بررسی طیف گسترده ای از کل میدان دید.

این ابزار توسط آژانس فضایی کانادا ساخته شده است. پس از عبور از تست برودتی او نیز مایل به ادغام تجهیزات خلیج از تلسکوپ خواهد بود.

خورشیدی

تلسکوپ های فضایی آنها هنوز تعیین نشده. یکی از جنبه های ترسناک بیشتر از هر راه اندازی شده است به استفاده از یک ماده کاملا جدید است. به جای خنک کننده کل فضاپیما فعال با استفاده از مبرد مصرفی یکبار مصرف، تلسکوپ جیمز وب با استفاده از یک تکنولوژی کاملا جدید - 5 لایه سپر آفتاب مستقر می شود تا منعکس کننده اشعه خورشیدی از تلسکوپ. پنج ورق 25 پا از میله های تیتانیوم به هم متصل و نصب شده پس از استقرار تلسکوپ است. حفاظت شده است در سال 2008 و 2009 تست شده است. مدل مقیاس کامل، شرکت در تست های آزمایشگاهی، همه آنها به حال برای انجام در اینجا بر روی زمین انجام شده است. این یک نوآوری زیبا است.

علاوه بر این، آن را نیز یک مفهوم باور نکردنی: نه تنها برای جلوگیری از نور خورشید قرار داده و یک تلسکوپ در سایه، و آن را به طوری که تمام حرارت در جهت مخالف به جهت گیری از تلسکوپ تابش. هر یک از پنج لایه در یک فضای خلاء سرد تبدیل خواهد شد به عنوان فاصله از خارج به کمی گرمتر از دمای سطح - در حدود 350-360 K. دمای آخرین لایه باید به 37-40 K است که سردتر از سطح در شب رها پلوتون است.

علاوه بر این، اقدامات احتیاطی قابل توجهی گرفته شده برای محافظت از آن را از محیط کار متفاوتی اعماق فضا. یکی از چیزهایی که به اینجا هماهنگ باشند سنگریزه کوچک اندازه ریگ، شن و ماسه، گرد و غبار و حتی کمتر از طریق فضای بین سیارهای پرواز با سرعت ده ها یا حتی صدها هزار نفر از کیلومتر / ساعت. سفینه های فضایی، لباس های فضایی، آینه، تلسکوپ و خیلی بیشتر: این ذرات فضایی prodelyvat قادر کوچک، سوراخ های میکروسکوپی در همه چیز آنها روبرو می شوند. اگر آینه تنها فرورفتگی یا سوراخ، کمی مقدار موجود "نور خوب"، پانل های خورشیدی می توان از لبه به لبه پاره شده، که در آن کل لایه بی فایده خواهد را کاهش می دهد. برای مبارزه با این پدیده ایده درخشان استفاده شد.

همه سپر خورشیدی شده است به بخش های تقسیم به طوری که اگر یک شکاف کوچک در یک، دو و یا حتی سه تا از این وجود دارد، لایه نمی پاره بیشتر، به عنوان یک شکستگی در شیشه جلو اتومبیل از ماشین. پارتیشن بندی کل ساختار از کل را حفظ خواهد کرد، مهم است که برای جلوگیری از تخریب.

فضاپیما: مونتاژ و سیستم های کنترل

این یک جزء عادی است، به عنوان در تمام تلسکوپ های فضایی و ماموریت های علمی وجود دارد. در تلسکوپ جیمز وب منحصر به فرد، بلکه به طور کامل آماده شده است. همه این است که به سمت چپ پیمانکار عمومی این شرکت پروژه نورث روپ گرومن است - سپر کامل، جمع آوری تلسکوپ و آن را چک کنید. این دستگاه آماده برای شروع در 2 سال خواهد بود.

10 سال پس از کشف

اگر همه می رود، انسانیت در آستانه اکتشافات بزرگ علمی است. حجاب از گاز خنثی، که هنوز هم کلی از اولین ستاره ها و کهکشان را تحت الشعاع قرار است، حل و فصل قابلیت مادون قرمز "وب" و درخشندگی بسیار زیاد آن است. این خواهد بود که بزرگترین، تلسکوپ حساس ترین با محدوده طول موج بزرگ 0.6-28 میکرون (چشم انسان می بیند 0.4-0.7 میکرون) از ساخته شود. انتظار می رود به ارائه یک دهه از مشاهدات.

به گفته ناسا، اصطلاح "وب" ماموریت از 5.5 تا 10 سال باشد. این است که به مقدار سوخت مورد نیاز برای حفظ مدار، و زندگی الکترونیک و تجهیزات در محیط های خشن از فضای محدود شده است. این تلسکوپ جیمز وب مداری سهام از سوخت انجام خواهد برای کل مدت 10 سال و 6 ماه پس از راه اندازی خواهد شد آزمایش برای اطمینان از پرواز که حداقل تضمین های 5 سال کار علمی،.

چه چیزی می تواند به اشتباه؟

عامل محدود کننده ی مقدار سوخت در هیئت مدیره است. هنگامی که آن را به پایان رسید، ماهواره ای به دور از نقطه L2 لاگرانژ بی اراده خواهد، در آینده به عنوان یک مدار پر هرج و مرج بسیار نزدیک به زمین است.

این کما، ممکن است رخ دهد و دیگر مشکلات:

• آینه تخریب، که مقدار نور جمع آوری شده را تحت تاثیر قرار و ایجاد مصنوعات تصویر است، اما خواهد شد که عملیات بیشتر از تلسکوپ آسیب نمی.
• شکست یک بخش و یا کل صفحه نمایش خورشیدی، که درجه حرارت از فضاپیما را بالا خواهد برد، و تنگ تر شدن محدوده طول موج مورد استفاده به منطقه بسیار نزدیک مادون قرمز (2/3 میکرون).
• خنک کننده سقوط ابزار سیستم اواسط IR وسیعی، که باعث می شود آن را برای استفاده نامناسب، اما ابزار دیگر (0.6-6 میکرون) تاثیر نمی گذارد.

آزمون سخت ترین که در انتظار تلسکوپ جیمز وب، - راه اندازی و تزریق را به مدار مورد نظر. این است که این شرایط آزمایش شده است و با موفقیت به تصویب.

انقلاب در علم

اگر تلسکوپ جیمز وب در حالت عادی کار خواهد کرد، سوخت کافی برای اطمینان حاصل شود که کار خود را 2018-2028 است. علاوه بر این، پتانسیل برای سوختگیری وجود دارد، که زندگی تلسکوپ به یک دهه دیگر ادامه یافته است. فقط به عنوان "هابل" به مدت 25 سال عمل شد، تلسکوپ جیمز وب می نسلی از دانش انقلابی اطمینان حاصل شود. در اکتبر 2018 موشک "آریان 5" آینده نجوم، که، پس از بیش از 10 سال کار سخت در حال حاضر به شروع به میوه انجام شده است چرخند. تلسکوپ های فضایی آینده تقریبا رسید.