Dərin kosmik xəyallar
Bir dəfə birisi dedi: Hubble yaradıcıları dünyanın hər böyük şəhərində bir abidə ucaltmalıdırlar. Onun bir çox xidmətləri var. Məsələn, astronomlar bu teleskopun köməyi ilə çox uzaq UDFj-39546284 qalaktikasının şəklini çəkdilər. 2011 -ci ilin yanvar ayında elm adamları, əvvəlki rekordçudan - UDFy -38135539 -dan təxminən 150 milyon işıq ili uzaqda olduğunu öyrəndilər. Galaxy UDFj-39546284, bizdən 13.4 milyard işıq ili uzaqdadır. Yəni Hubble, 13 milyard ildən çox əvvəl, Böyük Partlamadan 380 milyon il sonra mövcud olan ulduzları gördü. Bu cisimlər, yəqin ki, uzun müddət "canlı" deyillər: yalnız uzun ölü ulduzların və qalaktikaların işığını görürük.
Hubble Kosmik Teleskopu bütün minnətdarlıqlarına baxmayaraq, keçən minilliyin texnologiyasıdır: 1990 -cı ildə buraxılmışdır. Təbii ki, bu illər ərzində texnologiya böyük uğurlar qazandı. Hubble teleskopu bizim dövrümüzdə ortaya çıxsaydı, imkanları nəhəng bir şəkildə orijinal versiyasını üstələyərdi. James Webb belə yarandı.
"James Webb" niyə faydalıdır
Yeni teleskop, atası kimi, orbitdə olan infraqırmızı rəsədxanadır. Bu o deməkdir ki, onun əsas vəzifəsi istilik radiasiyasını öyrənmək olacaq. Xatırladaq ki, müəyyən bir temperatura qədər qızdırılan obyektlər infraqırmızı spektrdə enerji yayır. Dalğa uzunluğu istiliyin istiliyindən asılıdır: nə qədər yüksəkdirsə, dalğa uzunluğu o qədər qısadır və radiasiya daha sıx olur.
Ancaq teleskoplar arasında bir konseptual fərq var. Hubble aşağı Yer orbitindədir, yəni Yer ətrafında təxminən 570 km yüksəklikdə fırlanır. James Webb, Günəş-Yer sisteminin L2 Lagrange nöqtəsində halo orbitinə çıxarılacaq. Günəş ətrafında fırlanacaq və Hubble vəziyyətindən fərqli olaraq, Yer ona müdaxilə etməyəcək. Problem dərhal yaranır: bir cisim Yerdən nə qədər uzaqdırsa, onunla əlaqə qurmaq bir o qədər çətindir, ona görə də onu itirmək riski daha yüksəkdir. Bu səbəbdən "James Webb" planetimizə uyğun olaraq ulduz ətrafında hərəkət edəcək. Bu halda teleskopun Yerdən uzaqlığı Günəşdən əks istiqamətdə 1,5 milyon km olacaq. Müqayisə üçün deyək ki, Yerdən Aya olan məsafə 384,403 km -dir. Yəni, James Webb cihazı uğursuz olarsa, çox güman ki, təmir olunmayacaq (ciddi texniki məhdudiyyətlər qoyan uzaqdan istisna olmaqla). Buna görə də perspektivli bir teleskop təkcə etibarlı deyil, həm də çox etibarlıdır. Bu, qismən buraxılış tarixinin daim təxirə salınması ilə əlaqədardır.
James Webb -in başqa bir əhəmiyyətli fərqi var. Avadanlıq, Hubblun görə bilmədiyi çox qədim və soyuq əşyalara cəmləşməsinə imkan verəcək. Bu şəkildə ilk ulduzların, kvazarların, qalaktikaların, çoxluqların və qalaktikaların üst qruplarının nə vaxt və harada göründüyünü öyrənəcəyik.
Yeni teleskopun edə biləcəyi ən maraqlı tapıntılar ekzoplanetlərdir. Daha dəqiq desək, qarşımızda hansı növ cisim olduğunu və belə bir planetin potensial olaraq yaşaya biləcəyini anlamağa imkan verən sıxlığını təyin etməkdən danışırıq. James Webb -in köməyi ilə elm adamları da uzaq planetlərin kütlələri və diametrləri haqqında məlumat toplamağı ümid edirlər və bu, ev qalaktikası haqqında yeni məlumatlar açacaq.
Teleskopun avadanlığı səthi temperaturu 27 ° C -ə qədər olan (ekzoplanetlərin səthində orta temperatur 15 ° C) olan soyuq ekzoplanetləri aşkar etməyə imkan verəcək."James Webb" ulduzlarından 12 astronomik vahiddən (yəni Yerdən Günəşə qədər olan məsafədə) və Yerdən 15 işığa qədər olan məsafədə yerləşən bu cür obyektləri tapa biləcək. il. Ciddi planlar planetlərin atmosferinə aiddir. Spitzer və Hubble teleskopları yüzə yaxın qaz zərfləri haqqında məlumat toplaya bildi. Mütəxəssislərin fikrincə, yeni teleskop müxtəlif ekzoplanetlərin ən azı üç yüz atmosferini araşdıra biləcək.
Vurğulamağa dəyər ayrı bir nöqtə, Böyük Partlamadan sonra ortaya çıxan ulduzların ilk nəslini təşkil etməli olan hipotetik tip III ulduz populyasiyalarının axtarışıdır. Elm adamlarına görə, bunlar ömrü qısa olan, əlbəttə ki, artıq olmayan çox ağır korifeylərdir. Klassik termonüvə reaksiyası üçün lazım olan karbon çatışmazlığı səbəbindən bu cisimlərin böyük kütləsi vardı, burada ağır hidrogen yüngül heliuma, artıq kütləsi isə enerjiyə çevrilir. Bütün bunlara əlavə olaraq, yeni teleskop ulduzların doğulduğu daha əvvəl araşdırılmamış yerləri ətraflı öyrənə biləcək və bu da astronomiya üçün çox vacibdir.
- Ən qədim qalaktikaların axtarışı və öyrənilməsi;
- Yerə bənzər ekzoplanetləri axtarın;
- Üçüncü növ ulduz populyasiyalarının aşkarlanması;
- "Ulduz beşikləri" nin araşdırılması
Dizayn xüsusiyyətləri
Cihaz iki Amerika şirkəti - Northrop Grumman və Bell Aerospace tərəfindən hazırlanmışdır. James Webb Kosmik Teleskopu mühəndisliyin şah əsəridir. Yeni teleskopun çəkisi 6, 2 tondur - müqayisə üçün Hubble kütləsi 11 tondur. Amma köhnə teleskop ölçüsü baxımından yük maşını ilə müqayisə oluna bilərsə, yenisini tennis kortu ilə müqayisə etmək olar. Uzunluğu 20 m-ə çatır və hündürlüyü üç mərtəbəli bir binanın boyundadır. James Webb Kosmik Teleskopunun ən böyük hissəsi nəhəng bir günəş qalxanıdır. Bu, bir polimer filmdən yaradılan bütün quruluşun əsasını təşkil edir. Bir tərəfdən nazik bir alüminium təbəqə, digər tərəfdən isə metal silikon ilə örtülmüşdür.
Günəş şüası bir neçə təbəqədən ibarətdir. Aralarındakı boşluqlar boşluqla doldurulur. Bu, avadanlıqları "vuruşdan" qorumaq üçün lazımdır. Bu yanaşma, ultrasensitiv matrisləri -220 ° C -ə qədər soyutmağa imkan verir ki, bu da uzaq cisimləri müşahidə edərkən çox vacibdir. Fakt budur ki, mükəmməl sensorlara baxmayaraq, "James Webb" in digər "qaynar" detallarına görə obyektləri görə bilmədilər.
Quruluşun mərkəzində nəhəng bir güzgü var. Bu, işıq şüalarını fokuslamaq üçün lazım olan "üst quruluş" dur - güzgü onları düzəldərək aydın bir şəkil yaradır. James Webb teleskopunun əsas güzgüsünün diametri 6,5 m -dir 18 blokdan ibarətdir: raketin buraxılışı zamanı bu seqmentlər kompakt formada olacaq və yalnız kosmik gəmi orbitə daxil olduqdan sonra açılacaq. Mövcud yerdən ən yaxşı şəkildə istifadə etmək üçün hər seqmentin altı küncü var. Güzgünün yuvarlaq forması işığın detektorlara ən yaxşı fokuslanmasına imkan verir.
Güzgü istehsalı üçün berilyum seçildi - digər şeylər arasında yüksək qiymət ilə xarakterizə olunan açıq boz rəngli nisbətən sərt bir metal. Bu seçimin üstünlükləri arasında berilyumun çox aşağı temperaturda belə formasını saxlaması faktıdır ki, bu da düzgün məlumat toplanması üçün çox vacibdir.
Elmi Alətlər
Əsas alətlərinə diqqət etməsək, perspektivli bir teleskopun nəzərdən keçirilməsi tamamlanmamış olardı:
MİRİ. Bu orta infraqırmızı cihazdır. Bir kamera və bir spektrograf daxildir. MIRI, arsenik-silikon detektorlarının bir çox seriyasından ibarətdir. Astronomlar bu cihazın sensorları sayəsində uzaq cisimlərin: ulduzların, qalaktikaların və hətta kiçik kometlərin qırmızıya keçməsini nəzərə almağı ümid edirlər. Kainatın genişlənməsi səbəbindən mənbələrin bir -birindən dinamik uzaqlığı ilə izah edilən kosmoloji qırmızıya keçmə radiasiya tezliklərinin azalması adlanır. Ən maraqlısı odur ki, söhbət yalnız bu və ya digər uzaq obyekti düzəltməkdən yox, onun xassələri haqqında çoxlu məlumat əldə etməkdən gedir.
NIRCam və ya yaxın infraqırmızı kamera, teleskopun əsas görüntü vahididir. NIRCam, civə-kadmiyum-tellur sensorlar kompleksidir. NIRCam cihazının iş diapazonu 0,6-5 mikrondur. NIRCam -ın hansı sirləri açmağa kömək edəcəyini təsəvvür etmək belə çətindir. Elm adamları, məsələn, qravitasiya linzalanması üsulu ilə qaranlıq maddənin xəritəsini yaratmaq üçün istifadə etmək istəyirlər. yaxınlıqdakı elektromaqnit şüalanmasının traektoriyasının əyriliyi ilə nəzərə çarpan cazibə sahəsinə görə qaranlıq maddənin laxtalarını tapmaq.
NIRSpec. Yaxın infraqırmızı bir spektrograf olmadan, astronomik cisimlərin kütləvi və ya kimyəvi tərkibi kimi fiziki xüsusiyyətlərini təyin etmək mümkün olmazdı. NIRSpec, 1-5 μm dalğa uzunluğunda orta qətnamə spektroskopiyası və 0.6-5 μm dalğa uzunluğunda aşağı qətnamə spektroskopiyasını təmin edə bilər. Cihaz, lazımsız radiasiyanı "süzgəcdən keçirərək" xüsusi obyektlərə diqqət yetirməyə imkan verən fərdi nəzarətə malik bir çox hüceyrədən ibarətdir.
FGS / NIRISS. Həssas nişan sensoru və yarıqsız bir spektrografı olan yaxın infraqırmızı görüntü cihazından ibarət bir cütdür. Həssas rəhbərlik sensoru (FGS) sayəsində teleskop mümkün qədər dəqiq bir şəkildə fokuslana biləcək və NIRISS sayəsində elm adamları teleskopun vəziyyəti haqqında ümumi fikir verəcək ilk orbital sınaqlarını keçirmək niyyətindədirlər.. Görüntü cihazının uzaq planetlərin müşahidəsində mühüm rol oynayacağına da inanılır.
Formal olaraq, teleskopu beş ildən on ilədək idarə etmək niyyətindədirlər. Ancaq təcrübədən göründüyü kimi, bu müddət qeyri -müəyyən müddətə uzadıla bilər. Və "James Webb" bizə hər kəsin təsəvvür edə biləcəyindən daha faydalı və sadəcə maraqlı məlumatlar verə bilər. Üstəlik, indi "James Webb" in yerini hansı "canavarın" alacağını və inşasının nə qədər başa gələcəyini təsəvvür etmək belə mümkün deyil.
Hələ 2018 -ci ilin yazında layihənin qiyməti təsəvvür edilə bilməyən 9.66 milyard dollara yüksəldi. Müqayisə üçün deyim ki, NASA -nın illik büdcəsi təxminən 20 milyard dollardır və Hubble tikintisi zamanı 2,5 milyard dollar idi. Başqa sözlə James Webb artıq ən bahalı teleskop və kosmik kəşfiyyat tarixinin ən bahalı layihələrindən biri olaraq tarixə düşdü. Yalnız ay proqramı, Beynəlxalq Kosmos Stansiyası, servislər və GPS -in qlobal yerləşdirmə sistemi daha baha başa gəlir. Ancaq "James Webb" hər şeyi qabaqdadır: qiyməti daha da bahalaşa bilər. Tikintisində 17 ölkədən mütəxəssislər iştirak etsə də, maliyyələşmənin aslan payı hələ də ABŞ -ın çiyinlərindədir. Güman ki, bu belə də davam edəcək.
