James Webb Space Darubini (James Webb nafasi darubini): uzinduzi tarehe, Vifaa vya

Na kila ziada sentimita aperture, kila ziada pili uchunguzi kipindi na kila ziada atmospherics chembe, kijijini kutoka shamba utafiti darubini, bora, zaidi na wazi utaona ulimwengu.

Miaka 25 ya "Hubble"

Wakati darubini "Hubble" ilianza kazi mwaka 1990, ni kufunguliwa enzi mpya katika unajimu - nafasi. Tena alikuwa na kukabiliana na anga, mawingu, au wasiwasi kuhusu flicker ya umeme. Zote ambazo zinahitajika - ni kupeleka satellite juu ya lengo kwa utulivu na kukusanya fotoni. Zaidi ya miaka 25 ya darubini nafasi ya kuanza kufunika mzima sumakuumeme wigo, ambayo kuruhusiwa kwa mara ya kwanza ya kuzingatia ulimwengu kwa kila wavelength ya mwanga.

Lakini elimu yetu imeongezeka, na ongezeko la ufahamu wetu wa haijulikani. zaidi tunaangalia nje katika ulimwengu, zaidi tunaona kipindi cha kina: finite kiasi cha muda tangu Big Bang, kwa kushirikiana na kasi finite na mwanga inatoa kikomo kwa nini tunaweza kuona. Aidha, upanuzi wa nafasi yenyewe ni kazi juu yetu, kukaza wavelength ya mwanga wa nyota kama yeye husafiri katika ulimwengu kwa macho yetu. Hata darubini ya angani "Hubble", ambayo inatupa kamili, picha ya kuvutia ulimwengu kwamba tumekuwa milele kugunduliwa, ni mdogo kwa heshima yake.

"Hubble" Hasara

"Hubble" - darubini ya ajabu, lakini ina baadhi ya mapungufu ya msingi:

• 2.4 Tu m mduara, ambayo mipaka yake azimio.
• Ingawa vifaa kutafakari mipako, ni daima wazi kwa mionzi ya jua, ambayo ni joto. Hii ina maana kwamba kutokana na madhara ya joto, hawezi kuangalia wavelength ya mwanga zaidi ya 1.6 microns.
• mchanganyiko wa aperture ndogo na wavelength, ambayo ni nyeti, maana yake ni kwamba darubini kuona galaxy hakuna zaidi ya miaka milioni 500.

Galaksi hizi ni kamili, mbali kuwepo wakati ulimwengu ilikuwa tu kuhusu 4% ya umri wake wa sasa. Lakini tunajua kwamba nyota na galaxies iliyokuwepo awali.

Kuona hivyo, darubini wanapaswa kuwa unyeti juu. Hii ina maana mpito kwa wavelengths tena na joto chini ya "Hubble". Hiyo ni kwa nini, na kuundwa James Webb nafasi darubini.

Matarajio ya sayansi

James Webb Space Darubini (JWST) imeundwa kushinda vikwazo hivi ni: kwa 6.5 m mduara darubini inakusanya mara 7 zaidi mwanga ya "Hubble". Ni kuufungua uwezekano wa Ultra-high-azimio spectroscopy kutoka 600 nm microns 6 (mara 4 kubwa kuliko wavelength, ambayo ni uwezo wa kuona "Hubble") ili kuchunguza katikati infrared mkoa na unyeti juu kuliko hapo awali. JWST inatumia baridi passiv kwa joto ya uso wa Pluto na kuweza kikamilifu baridi vifaa katikati ya infrared hadi 7 K. darubini James Webb itawezesha kufanya sayansi kama hakuna mtu kabla ya hii si kufanyika.

Mwenyewe;

• kuchunguza galaxies mwanzo milele sumu;
• inayoonekana kupitia upande wowote gesi uchunguzi na kwanza nyota reionization ulimwengu;
• kufanya spectroscopic uchambuzi wa nyota ya kwanza kabisa (idadi III), sumu baada ya Big Bang,
• kupata mshangao wa ajabu, kama ugunduzi wa mwanzo mashimo supermassive nyeusi na quasars ulimwenguni.

Level utafiti JWST si sawa na siku za nyuma, na hivyo darubini alichaguliwa kama NASA centralt ujumbe 2010s.

Kito kisayansi

Kwa maoni ya kiufundi, mpya James Webb darubini ni kazi halisi ya sanaa. mradi kupita njia ndefu: kulikuwa na kuongezeka kwa bajeti, ucheleweshaji ratiba na hatari ya kufuta wa mradi. Baada ya kuingilia kati ya uongozi mpya imebadilika. mradi ghafla alipata kama saa, fedha zilitengwa, ilichangia makosa, makosa na matatizo, na timu ilianza kufunga JWST katika masharti yote, ratiba na vikwazo bajeti. uzinduzi imepangwa Oktoba mwaka wa 2018 katika roketi "Ariane 5". timu si tu ifuatavyo ratiba, ana miezi tisa kushoto ili kuruhusu hali yoyote isiyotarajiwa kwamba alikuwa wote kukusanywa na tayari kwa ajili ya tarehe hii.

James Webb darubini lina sehemu kuu nne.

kitengo macho

Inajumuisha yote ya vioo, ambapo ufanisi zaidi kumi na nane gilt segmented kioo msingi. Wao kutumika kukusanya mwanga wa nyota ya mbali na kulenga vyombo wake kwa ajili ya uchambuzi. vioo haya yote sasa wako tayari na bora, alifanya moja kwa ratiba. Mwisho wa mkutano wao kuwa kukunjwa katika kubuni Compact ya kuwa mbio katika umbali wa kilomita zaidi ya milioni 1 kutoka Dunia kwa uhakika L2 Lagrange, na kisha moja kwa moja kurejea kwa kuunda asali muundo, ambayo kwa miaka mingi itakusanya mwanga inayotoka. Ni kweli jambo nzuri na matokeo ya mafanikio ya titanic juhudi za wataalamu wengi.

Mizigo karibu infrared

"Webb" ni vifaa na vyombo nne kisayansi kwamba ni tayari kwa ajili ya 100%. kamera kuu ni kamera ya darubini karibu IR mbalimbali, kutoka mwanga inayoonekana kwa kina machungwa infrared eneo. Itakuwa kutoa picha ya kipekee ya nyota ya kwanza, galaxies mdogo ambavyo bado katika mchakato wa malezi, nyota vijana wa Kilimia na makundi ya nyota karibu, mamia ya vitu mpya katika Kuiper ukanda. Ni optimized kwa upigaji wa moja kwa moja ya sayari kuzunguka nyota nyingine. Hii itakuwa kamera kuu, kutumiwa na waangalizi zaidi.

Karibu na Infrared Spectrograph

Chombo hiki si tu hutenganisha mwanga katika wavelengths ya mtu binafsi, lakini ni uwezo wa kufanya hivyo kwa zaidi ya 100 vitu binafsi kwa wakati mmoja! Kifaa hiki zima spectrograph "Webb", ambayo unaweza kufanya kazi katika 3 tofauti serikali spectroscopy. Ni ilijengwa na Ulaya Space Agency, lakini vipengele vingi ikiwa ni pamoja na detectors mbalimbali valve betri, zinazotolewa na Kituo cha Space Flight. Goddard (NASA). kifaa hii imekuwa majaribio na ni tayari kwa ajili ya ufungaji.

Mid-infrared chombo

Hila ya kutumika kwa ajili upigaji broadband, yaani itakuwa kupatikana kupitia picha ya kuvutia na vyombo vyote "Webb". Kutokana na hatua ya kisayansi ya maoni, itakuwa muhimu sana katika kupima disks protoplanetary kuzunguka nyota vijana, kipimo na taswira kwa mno usahihi vitu Kuiper Belt na vumbi joto na mwanga wa nyota. Yeye ni chombo tu kwa cryogenically kupozwa hadi 7 K. Ikilinganishwa na Spitzer Space Darubini, hii kuboresha matokeo wakati 100.

Gapless spectrograph NIR (NIRISS)

kifaa kuzalisha:

• pana spectroscopy katika karibu infrared wavelength mkoa (1.0-2.5 micron);
• Grism spectroscopy kitu kimoja katika vinavyoonekana na infrared masafa (0.6-3.0 micron);
• Masking-aperture interferometry katika wavelengths ya 3.8-4.8 microns (ambapo inatarajiwa nyota ya kwanza na galaxi);
• utafiti aina mbalimbali ya shamba nzima ya mtazamo.

Chombo hiki iliundwa na Canada Space Agency. Baada ya kupita kupima cryogenic yeye pia kuwa na nia ya kuunganisha katika vifaa bay ya darubini.

sunshield

Nafasi darubini wao bado kuteuliwa. Moja ya mambo ya kutisha ya startup yoyote ni kutumia nyenzo mpya kabisa. Badala ya baridi spacecraft nzima kikamilifu kwa kutumia ziada ya Consumable refrigerant, James Webb darubini hutumia teknolojia mpya kabisa - 5 safu jua ngao kwa kupelekwa kutafakari mionzi ya jua na darubini. Tano karatasi 25 mguu ya fimbo titanium ni kushikamana na imewekwa baada ya kupelekwa kwa darubini. Ulinzi imekuwa majaribio katika 2008 na 2009. mifano kamili wadogo, kushiriki katika vipimo vya maabara, kufanyika wote walikuwa na kufanya hapa duniani. Hii ni ubunifu mzuri.

Aidha, pia ni dhana ya ajabu: si tu kwa kuzuia mwanga wa jua na kuweka darubini katika kivuli, na kufanya hivyo hivyo kwamba joto kila ni kuipelekea katika mwelekeo kinyume na mwelekeo wa darubini. Kila moja ya tabaka tano katika nafasi ya utupu itakuwa baridi kama umbali kutoka nje kidogo joto kuliko joto uso - karibu 350-360 K. safu ya mwisho ya joto lazima kushuka hadi 37-40 K, ambayo ni baridi kuliko uso usiku Pluto.

Aidha, tahadhari kubwa kupelekwa kuilinda kutokana na mazingira mabaya ya nafasi kirefu. Moja ya mambo ya kuwa na wasiwasi hapa ni kokoto vidogo kokoto kawaida, mchanga, vumbi na hata kidogo kupitia nafasi interplanetary kuruka kwa kasi ya mamia au hata maelfu ya km / h. micrometeorites hizi huweza prodelyvat vidogo, microscopic mashimo katika kila kitu wao kukutana: spacecraft, mashtaka nafasi, vioo, darubini na mengi zaidi. Kama kioo itakuwa na dents tu au mashimo, kidogo kupunguza kiasi cha kutosha "mwanga mzuri", jopo nishati ya jua inaweza lenye kutoka makali makali, ambayo itafanya safu nzima ya maana. Ili kupambana na jambo hili wazo kipaji ilitumika.

All ngao nishati ya jua imekuwa imegawanywa katika sehemu ili, kama kuna pengo dogo katika moja, mbili au hata tatu wa haya, safu si machozi zaidi, kwa kuwa fracture katika windshield ya gari. Partitioning kushika mtindo mzima wa nzima, ni muhimu ili kuzuia uharibifu.

Spacecraft: mkutano na mfumo wa kudhibiti

Ni sehemu ya kawaida, kama kuna katika darubini kila nafasi na misioni ya kisayansi. Katika JWST ni ya kipekee, lakini pia kikamilifu tayari. Yote ni kushoto ni mkandarasi wa mradi wa kampuni Northrop Grumman, - ngao kamili, kukusanyika darubini na kuangalia nje. kifaa itakuwa tayari kuanza katika miaka 2.

miaka 10 ya ugunduzi

Kama yote inakwenda vizuri, binadamu ni katika hatihati ya uvumbuzi mkubwa wa kisayansi. pazia la gesi upande wowote, ambayo bado inafunikwa maelezo ya jumla ya nyota wa mwanzo na makundi ya nyota, ni kutatuliwa uwezo infrared "Webb" na luminosity wake mkubwa sana. Hii itakuwa kubwa zaidi, nyeti darubini na kubwa wavelength mbalimbali kutoka microns 0.6-28 (jicho binadamu anaona kutoka microns 0.4-0.7) ya milele kujengwa. Inatarajiwa kutoa muongo wa uchunguzi.

Kwa mujibu wa NASA, neno "Webb" ujumbe itakuwa kuanzia miaka 5.5 hadi 10. Ni ni mdogo kwa kiasi cha mafuta required kudumisha obiti, na maisha vifaa vya umeme na vifaa katika mazingira magumu ya nafasi. darubini orbital James Webb kubeba hisa za mafuta kwa wote wa miaka 10 mrefu, na miezi 6 baada ya uzinduzi itajaribiwa ili kuhakikisha ndege, ambayo dhamana ya miaka 5 ya kazi ya kisayansi.

Je, inaweza kwenda vibaya?

kuu kikwazo ni kiasi cha mafuta kwenye bodi. Wakati imekamilika, satellite itakuwa Drift mbali na Lagrange uhakika L2, akija kama obiti machafuko karibu sana na dunia.

kukosa fahamu hii, yanaweza kutokea na matatizo mengine:

• vioo uharibifu, ambayo huathiri kiasi cha zilizokusanywa mwanga na kuunda picha sanaa, lakini si uharibifu operesheni zaidi ya darubini;
• kushindwa kwa sehemu au jumla screen nishati ya jua, ambayo kuongeza joto la spacecraft, na nyembamba zaidi kutumika wavelength mbalimbali kwa karibu sana infrared mkoa (2-3 microns);
• ajali baridi mfumo chombo katikati ya IR mbalimbali, ambayo inafanya kuwa yasiyofaa kwa matumizi, lakini haina kuathiri zana nyingine (0.6-6 microns).

mtihani mgumu sana kwamba watapata James Webb darubini, - uzinduzi na sindano ndani ya obiti taka. Ni hali hizi zina ubora na kupitishwa kwa mafanikio.

Mapinduzi katika sayansi

Kama James Webb darubini kazi katika hali ya kawaida, mafuta ya kutosha ili kuhakikisha kuwa kazi yake 2018-2028. Zaidi ya hayo, uwezo lipo kwa ajili ya kuongeza mafuta, ambayo kupanua maisha darubini kwa miaka kumi nyingine. Kama vile "Hubble" iliyoendeshwa kwa miaka 25, JWST itahakikisha kizazi cha sayansi mapinduzi. Mnamo Oktoba mwaka wa 2018 roketi "Ariane 5" obiti ya baadaye ya elimu ya nyota, ambayo, baada ya zaidi ya miaka 10 ya kazi ngumu tayari kufanyika kwa kuanza kuzaa matunda. Future nafasi darubini karibu kufika.