Pilnībā samontētais Džeimsa Veba kosmiskais teleskops ar tā saulessargu un “vienotajām palešu konstrukcijām” (kas saliekams ap teleskopu palaišanai) ir redzams daļēji izbūvēts atvērtā konfigurācijā, lai varētu uzstādīt teleskopu.
(Attēls: © NASA / Chris Gunn)
Pols M. Sutters ir astrofiziķis plkst Ohaio štata universitāte, Jautājiet kosmosa darbiniekam un Kosmosa radio, un "Tava vieta Visumā."Sutters sniedza ieguldījumu šajā rakstā Space.com ekspertu balsis: op-ed un ieskats.
NASA Džeimsa Veba kosmiskais teleskops Paredzēts (pašlaik) sākt darbību 2021. gada martā pēc gadiem ilgas kavēšanās un miljardiem dolāru, kas iztērēti virs budžeta. Lai gan ir viegli apgalvot, ka viss laiks un nauda ir izšķērdēta, šī observatorija būs pirmizrāde un neapstrīdams infrasarkano viļņu garumu čempions, nodrošinot mums nepārspējamu piekļuvi visuma stūriem, kas šobrīd nav pieejami.
Ja mēs vēlamies uzzināt jaunas lietas par visu, sākot no pirmajām galaktikām un beidzot ar iespēju dzīvi uz citām planētām, aptuveni USD 9,7 miljardi Džeimss Vebs ir mūsu vienīgā cerība.
Nav chill
Kamēr Džeimsa Veba kosmiskais teleskops ("JWST" zināmajiem) tiek pieminēts kā NASA stāvošā "pēctecis" Habla kosmiskais teleskops, tāda veida nav. Habls galvenokārt ir optiskais teleskops, kas uztver gaismas viļņu garumus, kas ir līdzīgi diapazonam, ko izdara cilvēka acs, un nedaudz pārsniedz to elektromagnētiskā spektra infrasarkanajā un ultravioletajā (UV) daļās. Pēc būtības Habls ir milzu orbītā esošs kosmosa acs ābols, kas nodrošina satriecošus attēlus, kurus jūs redzētu, ja jūsu redzes nervi būtu līdzīgi aprīkoti.
Bet JWST ir atšķirīgs. Tas tiks novērots pilnībā infrasarkanajā telpā, tik tikko ieskrambājot iespējami dziļākās sarkanās krāsas, kuras cilvēks var redzēt. Citiem vārdiem sakot, JWST pētīs Visumu, kas cilvēku pieredzē lielākoties nav redzams.
Viens no galvenajiem iemesliem, kāpēc JWST ir paredzēts infrasarkano staru diapazonam, ir tas, ka kopumā infrasarkano staru astronomiju no Zemes virsmas ir patiešām grūti izdarīt. Gaismas piesārņojums ir astronomu grupa, kuriem ir vajadzīgas skaidras un pilnīgi tumšas debesis, lai veiktu detalizētus novērojumus un mērījumus.
Un infrasarkanais gaismas piesārņojums nāk no daudzām dažādām vietām. Būtībā jebkas silts. Kas būtībā ir viss. Cilvēka ķermeņi rada 100 vatus infrasarkanā starojuma. Pati Zeme ir diezgan silta, spēcīgi mirdzot infrasarkanajās joslās. Pat pats teleskops, ja tas ir istabas temperatūrā, infrasarkanajā krāsā ir gaišs.
Nav tā, ka mēs to nevaram infrasarkano staru astronomija no zemes, tas ir vienkārši, ka tas ir nomākti grūti.
Tādējādi telpa.
Tālu no mājām
JWST darbosies aptuveni 1 miljona jūdžu (1,5 miljonu kilometru) attālumā no Zemes, lai droši nokļūtu tālu prom no mūsu siltās, infrasarkano staru kvēlojošās planētas. Bet pat joprojām ir saule jācīnās ar. Vai kādreiz jaukā vasaras dienā esat sēdējis ārā, sajūtot, ka uz jūsu ādas ir siltums? Jā, tas ir infrasarkanais starojums, kuru izspiež spaiņi. Un pat miljons jūdžu attālumā no Zemes saule joprojām ir mazliet saulaina.
Lai to apkarotu, infrasarkano kosmosa teleskopu dizaineriem ir dažas iespējas. Visizplatītākā izvēle ir izmantot aktīvo dzesēšanas sistēmu, atdzesējot teleskopu līdz temperatūrai, kas nepieciešama, lai pareizi novērotu infrasarkano viļņu garumu. Tas ir lieliski, un to izmanto iepriekšējie infrasarkanie kosmosa teleskopi, taču tas tomēr ierobežo to kalpošanas laiku. Ne vairāk dzesēšanas šķidruma = vairs astronomijas.
Tā vietā JWST izliks milzu, dārgu kosmosa lietussargu, kura garums ir 72 pēdas (22 metri) un platums 36 pēdas (11 m), un kas izgatavots no pieciem īpaši atstarojoša materiāla slāņiem, katrs slānis ir plānāks par cilvēka matiem. Šī masīvā "saulessargs"pats teleskops uzturēsies nemainīgā ēnā kaut kur uz dienvidiem no mīnus 370 grādiem pēc Fārenheita (mīnus 223 grādi pēc Celsija), kas ir ideāli piemērots infrasarkanajiem viļņu garumiem, kurus tas pētīs.
Lai gan tikai prieka pēc, viens no borta instrumentiem tiks atdzesēts ar aktīvu dzesēšanas sistēmu līdz zem mīnus 433 Fārenheita (mīnus 258 C), kas tai ļaus piekļūt dažiem vēl garākiem infrasarkanā viļņa garumiem.
Lūk, zinātne
Kopumā JWST ir masīva. Faktiski tas ir tik liels, ka tam nevajadzētu ietilpt raķetē. Blakus greznajam saules aizsargam primārais spogulis būs 21 pēdu (6,5 m) garāks, kas ir daudz plašāks nekā jebkurš pašlaik izmantojamais raķešu apvalks. Spoguļa piestiprināšana ar raķeti sānos nav īsti efektīvs risinājums, tāpēc gudri NASA inženieri sadalīja spoguli 18 mazākās sešstūrainās sekcijās, kuras tiks ielocītas un salocītas raķetē (kopā ar salocītu) saulessargs un pats pārējais teleskops).
Ja viss noritēs pareizi, tikai dažas dienas pēc palaišanas JWST virzīsies uz savu novērošanas punktu, izvērsīsies un sāks skatīties.
Un tas, ko tas redzēs, būs ievērojams - un es šo vārdu nelietoju viegli. Viens no tā galvenajiem mērķiem būs agrīnais Visums, kad mūsu kosmoss bija tikai dažus simtus miljonus gadu vecs. Pirmās zvaigznes un galaktikas, kas parādījās kosmiskajā ainavā, spilgti iedegās redzamajā spektrā, taču pēdējo 13 miljardu gadu laikā Visums ir paplašinājies, izstiepjot šo gaismu ārpus redzamā diapazona un lejā infrasarkanā - tieši JWST dizaina parametru labajā vietā.
Tā kā no pirmo zvaigžņu un galaktiku laikiem mums vispār nav attēlu, tos sarunvalodā sauc par “kosmiskā rītausma") tas būs mūsu pirmais skatījums uz šo nozīmīgo laikmetu kosmosa vēsturē.
Tuvāk mājām JWST pētīs visu, kas kosmosā ir atdzist, sākot no protoplanētiskajiem diskiem ap jaundzimušajām zvaigznēm līdz molekulāriem mākoņiem, komētām, Kuipera jostas objektiem un daudz ko citu.
Un JWST izmantos specializētu ierīci, lai bloķētu gaismas no dažām tālu zvaigznēm, ļaujot observatorijai uzņemt visu objektu attēlus, kas riņķo ap šīm zvaigznēm - piemēram eksoplanetes. Šīs planētas kvēlos infrasarkanajā starā, un gaismu no šīm planētām modificēs ķīmiskās vielas un elementi to atmosfērā, ķīmiskās vielas un elementi, kas varētu būt dzīvības pazīmes.
Sākot ar ET mednieku un beidzot ar kosmisko rītausmu, JWST noteikti būs gaidīšanas vērts.
- NASA Džeimsa Veba kosmiskais teleskops: Habla kosmiskais pēctecis
- Brīdinājums par mājas iztērēto rēķinu ugunsgrēkiem Džeimsa Veba kosmiskajā teleskopā
- NASA Džeimsa Veba kosmiskais teleskops ierodas Kalifornijā galīgajai asamblejai (foto)
Uzziniet vairāk, noklausoties epizodi "Vai Džeimss Vebs ir vērts gaidīt?" podcast apraidē Ask A Spaceman, kas pieejama vietnē iTunes un tīmeklī plkst http://www.askaspaceman.com. Paldies @SethDSanders, @hhyech, White I. un Veljo U. par jautājumiem, kas noveda pie šī skaņdarba! Uzdodiet savu jautājumu čivināt, izmantojot #AskASpaceman vai sekojot Polam @PaulMattSutter un facebook.com/PaulMattSutter.
