बॉल एयरोस्पेस
सतह
- मिरी
- निरकैम
- एनआईआरएसपीसी
- FGS/NIRISS
इसे मूल रूप से न्यू जनरेशन स्पेस टेलीस्कोप कहा जाता था। अगली पीढ़ी के अंतरिक्ष दूरबीन, एनजीएसटी) 2002 में, नासा के दूसरे प्रमुख, जेम्स वेब (1906-1992) के सम्मान में इसका नाम बदल दिया गया, जिन्होंने अपोलो कार्यक्रम के कार्यान्वयन के दौरान 1961-1968 में एजेंसी का नेतृत्व किया।
"जेम्स वेब" में 25 वर्ग मीटर के एकत्रित सतह क्षेत्र के साथ 6.5 मीटर व्यास वाला एक समग्र दर्पण होगा, जो थर्मल स्क्रीन द्वारा सूर्य और पृथ्वी से अवरक्त विकिरण से छिपा होगा। टेलीस्कोप को सूर्य-पृथ्वी प्रणाली के लैग्रेंज बिंदु एल 2 पर एक प्रभामंडल कक्षा में रखा जाएगा।
यह परियोजना यूरोपीय और कनाडाई अंतरिक्ष एजेंसियों के महत्वपूर्ण योगदान के साथ, नासा के नेतृत्व में 17 देशों के बीच अंतर्राष्ट्रीय सहयोग का परिणाम है।
मार्च 2021 में एरियन 5 रॉकेट पर टेलीस्कोप लॉन्च करने की वर्तमान योजना है। इस मामले में, पहला वैज्ञानिक अध्ययन 2021 की शरद ऋतु में शुरू होगा। टेलीस्कोप का जीवनकाल कम से कम पांच साल का होगा।
कार्य
खगोल भौतिकी
JWST के प्राथमिक उद्देश्य हैं: बिग बैंग के बाद बने पहले सितारों और आकाशगंगाओं के प्रकाश का पता लगाना, आकाशगंगाओं, सितारों, ग्रह प्रणालियों और जीवन की उत्पत्ति के गठन और विकास का अध्ययन करना। साथ ही, "वेब" यह बताने में सक्षम होगा कि ब्रह्मांड का पुन: आयनीकरण कब और कहां से शुरू हुआ और इसके कारण क्या हुआ।
एक्सोप्लैनेटोलॉजी
दूरबीन 12 AU से आगे स्थित 300 K (जो पृथ्वी की सतह के तापमान के लगभग बराबर है) के सतह के तापमान के साथ अपेक्षाकृत ठंडे एक्सोप्लैनेट का पता लगाने की अनुमति देगा। ई. अपने सितारों से, और 15 प्रकाश वर्ष तक की दूरी पर पृथ्वी से दूर। सूर्य के सबसे करीब दो दर्जन से अधिक तारे विस्तृत अवलोकन के क्षेत्र में आएंगे। JWST के लिए धन्यवाद, एक्सोप्लैनेटोलॉजी में एक वास्तविक सफलता की उम्मीद है - दूरबीन की क्षमताएं न केवल एक्सोप्लैनेट का पता लगाने के लिए पर्याप्त होंगी, बल्कि इन ग्रहों के उपग्रह और वर्णक्रमीय रेखाएं भी होंगी (जो कि किसी भी जमीन-आधारित और अंतरिक्ष के लिए एक अप्राप्य संकेतक होगा। 2025 तक टेलीस्कोप, जब 39.3 मीटर के दर्पण व्यास के साथ यूरोपियन एक्सट्रीमली लार्ज टेलीस्कोप पेश किया जाएगा)। एक्सोप्लैनेट की खोज 2009 से केप्लर टेलीस्कोप द्वारा एकत्र किए गए डेटा का भी उपयोग करेगी। हालांकि, दूरबीन की क्षमताएं पाए गए एक्सोप्लैनेट की छवि बनाने के लिए पर्याप्त नहीं होंगी। ऐसा अवसर 2030 के दशक के मध्य तक प्रकट नहीं होगा, जब जेम्स वेब उत्तराधिकारी टेलिस्कोप, एटलस, लॉन्च किया जाएगा।
सौर मंडल के जल संसार
टेलीस्कोप के इन्फ्रारेड उपकरणों का उपयोग सौर मंडल के जल जगत - बृहस्पति के चंद्रमा यूरोपा और शनि के चंद्रमा एन्सेलेडस के अध्ययन के लिए किया जाएगा। दोनों चंद्रमाओं के गीजर में बायोसिग्नेचर (मीथेन, मेथनॉल, ईथेन) की खोज के लिए एनआईआरएसपीसी उपकरण का उपयोग किया जाएगा।
NIRCam टूल यूरोपा की उच्च-रिज़ॉल्यूशन छवियां प्राप्त करने में सक्षम होगा, जिसका उपयोग इसकी सतह का अध्ययन करने और गीज़र और उच्च भूवैज्ञानिक गतिविधि वाले क्षेत्रों की खोज के लिए किया जाएगा। रिकॉर्ड किए गए गीजर की संरचना का विश्लेषण एनआईआरएसपीसी और एमआईआरआई टूल्स का उपयोग करके किया जाएगा। इन अध्ययनों से प्राप्त आंकड़ों का उपयोग यूरोपा के यूरोपा क्लिपर सर्वेक्षण में भी किया जाएगा।
एन्सेलेडस के लिए, इसकी दूरदर्शिता और छोटे आकार के कारण, उच्च-रिज़ॉल्यूशन छवियां प्राप्त करना संभव नहीं होगा, लेकिन दूरबीन की क्षमताएं इसके गीजर की आणविक संरचना का विश्लेषण करने की अनुमति देंगी।
कहानी
| साल | की योजना बनाई प्रक्षेपण की तारीख |
की योजना बनाई बजट (अरब डॉलर) |
|---|---|---|
| 1997 | 2007 | 0,5 |
| 1998 | 2007 | 1 |
| 1999 | 2007-2008 | 1 |
| 2000 | 2009 | 1,8 |
| 2002 | 2010 | 2,5 |
| 2003 | 2011 | 2,5 |
| 2005 | 2013 | 3 |
| 2006 | 2014 | 4,5 |
| 2008 | 2014 | 5,1 |
| 2010 | सितंबर 2015 से पहले नहीं | ≥6,5 |
| 2011 | 2018 | 8,7 |
| 2013 | 2018 | 8,8 |
| 2017 | वसंत 2019 | 8,8 |
| 2018 | मार्च 2020 से पहले नहीं | ≥8,8 |
| 2018 | 30 मार्च, 2021 | 9,66 |
प्रारंभ में, प्रक्षेपण 2007 के लिए निर्धारित किया गया था, बाद में इसे कई बार स्थगित किया गया था (तालिका देखें)। दर्पण का पहला खंड 2015 के अंत में ही दूरबीन पर स्थापित किया गया था, और मुख्य समग्र दर्पण केवल फरवरी 2016 में पूरी तरह से इकट्ठा किया गया था। वसंत 2018 तक, नियोजित लॉन्च तिथि को 30 मार्च, 2021 तक स्थानांतरित कर दिया गया है।
फाइनेंसिंग
परियोजना की लागत भी कई गुना बढ़ गई। जून 2011 में, यह ज्ञात हो गया कि दूरबीन की लागत मूल अनुमानों से कम से कम चार गुना अधिक थी। जुलाई 2011 में कांग्रेस द्वारा प्रस्तावित नासा के बजट ने सुझाव दिया कि कार्यक्रम के बजट के कुप्रबंधन और अतिवृद्धि के कारण दूरबीन के निर्माण के लिए धन में कटौती की जानी चाहिए, लेकिन उस वर्ष के सितंबर में बजट को संशोधित किया गया और परियोजना ने धन को बरकरार रखा। वित्त पोषण जारी रखने का अंतिम निर्णय 1 नवंबर, 2011 को सीनेट द्वारा किया गया था।
2013 में, दूरबीन के निर्माण के लिए $626.7 मिलियन आवंटित किए गए थे।
2018 के वसंत तक, परियोजना की लागत बढ़कर 9.66 अरब डॉलर हो गई थी।
ऑप्टिकल सिस्टम का निर्माण
समस्या
एक दूरबीन की संवेदनशीलता और इसकी संकल्प शक्ति का सीधा संबंध दर्पण के उस क्षेत्र के आकार से होता है जो वस्तुओं से प्रकाश एकत्र करता है। वैज्ञानिकों और इंजीनियरों ने निर्धारित किया है कि सबसे दूर की आकाशगंगाओं से प्रकाश को मापने के लिए प्राथमिक दर्पण का न्यूनतम व्यास 6.5 मीटर होना चाहिए। बस हबल टेलीस्कोप की तरह दर्पण बनाना, लेकिन बड़ा, अस्वीकार्य था, क्योंकि इसका द्रव्यमान अंतरिक्ष में टेलीस्कोप लॉन्च करने के लिए बहुत बड़ा होगा। वैज्ञानिकों और इंजीनियरों की एक टीम को एक समाधान खोजने की जरूरत थी ताकि नए दर्पण में हबल टेलीस्कोप दर्पण का प्रति इकाई क्षेत्रफल 1/10 हो।
विकास और परीक्षण
उत्पादन
"वेब" दर्पण के लिए एक विशेष प्रकार के बेरिलियम का उपयोग किया जाता है। यह एक महीन चूर्ण है। पाउडर को स्टेनलेस स्टील के कंटेनर में रखा जाता है और एक फ्लैट आकार में दबाया जाता है। स्टील कंटेनर को हटा दिए जाने के बाद, बेरिलियम के एक टुकड़े को आधे में काट दिया जाता है ताकि दो दर्पण रिक्त स्थान लगभग 1.3 मीटर के पार हो जाएं। प्रत्येक दर्पण रिक्त का उपयोग एक खंड बनाने के लिए किया जाता है।
दर्पण बनाने की प्रक्रिया बेरिलियम रिक्त के पीछे की अतिरिक्त सामग्री को काटकर शुरू होती है ताकि एक महीन रिब्ड संरचना बनी रहे। एक बड़े दर्पण में खंड की स्थिति को ध्यान में रखते हुए, प्रत्येक वर्कपीस के सामने के हिस्से को चिकना किया जाता है।
फिर प्रत्येक दर्पण की सतह को परिकलित दर्पण के करीब आकार देने के लिए जमीन पर रखा जाता है। उसके बाद, दर्पण को सावधानीपूर्वक चिकना और पॉलिश किया जाता है। यह प्रक्रिया तब तक दोहराई जाती है जब तक कि दर्पण खंड का आकार आदर्श के करीब न हो जाए। इसके बाद, खंड को -240 डिग्री सेल्सियस के तापमान तक ठंडा किया जाता है, और खंड के आयामों को लेजर इंटरफेरोमीटर का उपयोग करके मापा जाता है। फिर दर्पण, प्राप्त जानकारी को ध्यान में रखते हुए, अंतिम पॉलिशिंग से गुजरता है।
जब खंड समाप्त हो जाता है, तो 0.6-29 माइक्रोन की सीमा में अवरक्त विकिरण को बेहतर ढंग से प्रतिबिंबित करने के लिए दर्पण के सामने सोने की एक पतली परत के साथ लेपित किया जाता है, और तैयार खंड को क्रायोजेनिक तापमान पर पुन: परीक्षण किया जाता है।
परिक्षण
10 जुलाई, 2017 - ह्यूस्टन के जॉनसन स्पेस सेंटर में 37 के तापमान पर टेलीस्कोप के अंतिम क्रायोजेनिक परीक्षण की शुरुआत हुई, जो 100 दिनों तक चला।
ह्यूस्टन में परीक्षण के अलावा, वाहन को गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटर में यांत्रिक परीक्षणों की एक श्रृंखला से गुजरना पड़ा, जिससे पता चला कि यह एक भारी प्रक्षेपण वाहन का उपयोग करके प्रक्षेपण का सामना कर सकता है।
फरवरी 2018 की शुरुआत में, टेलीस्कोप की अंतिम असेंबली के लिए रेडोंडो बीच में नॉर्थ्रॉप ग्रुम्मन की सुविधा के लिए विशाल दर्पण और विभिन्न उपकरण वितरित किए गए थे। टेलीस्कोप के प्रोपल्शन मॉड्यूल और उसके सनस्क्रीन का निर्माण वहां पहले से ही चल रहा है। जब पूरे ढांचे को इकट्ठा कर लिया जाएगा तो इसे समुद्री जहाज से कैलिफोर्निया से फ्रेंच गुयाना भेजा जाएगा।
उपकरण
अंतरिक्ष अन्वेषण के लिए JWST के पास निम्नलिखित वैज्ञानिक उपकरण होंगे:
- इन्फ्रारेड कैमरा के पास (इंग्लैंड। निकट-अवरक्त कैमरा);
- इन्फ्रारेड विकिरण (अंग्रेजी मिड-इन्फ्रारेड इंस्ट्रूमेंट, एमआईआरआई) की मध्य श्रेणी में काम करने के लिए एक उपकरण;
- अवरक्त स्पेक्ट्रोग्राफ के पास निकट-इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोग्राफ, एनआईआरएसपीसी);
- फाइन गाइडेंस सेंसर (इंग्लैंड। फाइन गाइडेंस सेंसर, एफजीएस) और नियर इंफ्रारेड रेंज में एक इमेजिंग डिवाइस और एक स्लिटलेस स्पेक्ट्रोग्राफ (इंग्लैंड। इंफ्रारेड इमेजर और स्लिटलेस स्पेक्ट्रोग्राफ के पास, NIRISS).
इन्फ्रारेड कैमरा के पास
निकट-अवरक्त कैमरा वेब की मुख्य इमेजिंग इकाई है और इसमें की एक सरणी शामिल होगी पारा-कैडमियम-टेल्यूरियमसंसूचक। डिवाइस की ऑपरेटिंग रेंज 0.6 से 5 माइक्रोन तक है। इसका विकास एरिज़ोना विश्वविद्यालय और लॉकहीड मार्टिन सेंटर फॉर एडवांस्ड टेक्नोलॉजी को सौंपा गया है।
डिवाइस के कार्यों में शामिल हैं:
- प्रारंभिक सितारों और आकाशगंगाओं से उनके गठन के चरण में प्रकाश का पता लगाना;
- आस-पास की आकाशगंगाओं में तारकीय आबादी का अध्ययन;
- आकाशगंगा और कुइपर बेल्ट वस्तुओं में युवा सितारों का अध्ययन;
- उच्च रेडशिफ्ट पर आकाशगंगाओं के आकारिकी और रंग का निर्धारण;
- दूर के सुपरनोवा के प्रकाश वक्रों का निर्धारण;
- गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग का उपयोग करके डार्क मैटर का नक्शा बनाना।
वेब जिन वस्तुओं का अध्ययन करेगा उनमें से कई इतनी कम रोशनी उत्सर्जित करती हैं कि स्पेक्ट्रम का विश्लेषण करने के लिए टेलीस्कोप को सैकड़ों घंटों तक उनसे प्रकाश एकत्र करने की आवश्यकता होती है। टेलीस्कोप के संचालन के 5 वर्षों में हजारों आकाशगंगाओं का अध्ययन करने के लिए, स्पेक्ट्रोग्राफ को एक ही समय में 3 × 3 चाप मिनट के आकाश क्षेत्र में 100 वस्तुओं का निरीक्षण करने की क्षमता के साथ डिजाइन किया गया था। ऐसा करने के लिए, गोडार्ड के वैज्ञानिकों और इंजीनियरों ने स्पेक्ट्रोग्राफ में प्रवेश करने वाले प्रकाश को नियंत्रित करने के लिए एक नई माइक्रोशटर तकनीक विकसित की।
प्रौद्योगिकी का सार जो आपको प्राप्त करने की अनुमति देता है 100 एक साथस्पेक्ट्रा, एक माइक्रोइलेक्ट्रोमैकेनिकल सिस्टम में होता है जिसे "माइक्रोशटर की एक सरणी" (इंग्लैंड। माइक्रोशटर सरणी) कहा जाता है। एनआईआरएसपीसी स्पेक्ट्रोग्राफ की माइक्रोशटर कोशिकाओं में ढक्कन होते हैं जो चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव में खुलते और बंद होते हैं। प्रत्येक 100 गुणा 200 µm सेल को व्यक्तिगत रूप से नियंत्रित किया जाता है और इसे क्रमशः स्पेक्ट्रोग्राफ के लिए आकाश के एक हिस्से को प्रदान या, इसके विपरीत, खुला या बंद किया जा सकता है।
यह समायोजन है जो उपकरण को एक साथ कई वस्तुओं की स्पेक्ट्रोस्कोपी करने की अनुमति देता है। चूंकि एनआईआरएसपीसी द्वारा जांच की जाने वाली वस्तुएं बहुत दूर और मंद हैं, इसलिए उपकरण को निकट के उज्ज्वल स्रोतों से विकिरण को दबाने की जरूरत है। माइक्रोशटर उसी तरह से काम करते हैं जैसे लोग किसी अवांछित प्रकाश स्रोत को अवरुद्ध करके किसी वस्तु पर ध्यान केंद्रित करने के लिए कैसे झुकते हैं।
डिवाइस को पहले ही विकसित किया जा चुका है और वर्तमान में यूरोप में इसका परीक्षण किया जा रहा है।
इन्फ्रारेड विकिरण की मध्य श्रेणी में काम करने के लिए उपकरण
इन्फ्रारेड विकिरण की मध्यम श्रेणी में संचालन के लिए उपकरण (5 - 28 µm) में एक सेंसर वाला कैमरा होता है जिसका रिज़ॉल्यूशन 1024×1024 पिक्सल और एक स्पेक्ट्रोग्राफ होता है।
MIRI में आर्सेनिक-सिलिकॉन डिटेक्टरों के तीन सरणियाँ होती हैं। इस उपकरण के संवेदनशील डिटेक्टर आपको दूर की आकाशगंगाओं के रेडशिफ्ट, नए सितारों के निर्माण और फीके दिखने वाले धूमकेतु, साथ ही कुइपर बेल्ट में वस्तुओं को देखने की अनुमति देंगे। कैमरा मॉड्यूल देखने के एक बड़े क्षेत्र के साथ एक विस्तृत आवृत्ति रेंज में वस्तुओं को पकड़ने की क्षमता प्रदान करता है, और स्पेक्ट्रोग्राफ मॉड्यूल एक छोटे क्षेत्र के दृश्य के साथ मध्यम-रिज़ॉल्यूशन स्पेक्ट्रोस्कोपी प्रदान करता है, जो आपको दूर की वस्तुओं के बारे में विस्तृत भौतिक डेटा प्राप्त करने की अनुमति देगा।
MIRI - 7 के लिए रेटेड ऑपरेटिंग तापमान। केवल एक निष्क्रिय शीतलन प्रणाली का उपयोग करके ऐसा तापमान प्राप्त नहीं किया जा सकता है। इसके बजाय, कूलिंग दो चरणों में की जाती है: पल्स ट्यूब पर आधारित एक प्री-कूलिंग यूनिट डिवाइस को 18 K तक ठंडा करती है, फिर एक एडियाबेटिक थ्रॉटलिंग हीट एक्सचेंजर (जूल-थॉमसन प्रभाव) तापमान को 7 K तक कम कर देता है।
MIRI को MIRI कंसोर्टियम नामक एक समूह द्वारा विकसित किया जा रहा है, जिसमें यूरोप के वैज्ञानिक और इंजीनियर, कैलिफ़ोर्निया में जेट प्रोपल्शन लेबोरेटरी के कर्मचारियों की एक टीम और कई अमेरिकी संस्थानों के वैज्ञानिक शामिल हैं।
FGS/NIRISS
फाइन गाइडेंस सेंसर (FGS) और नियर-इन्फ्रारेड इमेजिंग डिवाइस और स्लिटलेस स्पेक्ट्रोग्राफ (NIRISS) को वेब में एक साथ पैक किया जाएगा, लेकिन वे अनिवार्य रूप से दो अलग-अलग डिवाइस हैं। दोनों उपकरणों को कनाडाई अंतरिक्ष एजेंसी द्वारा विकसित किया जा रहा है, और पहले से ही "कनाडाई हाथ" के अनुरूप "कनाडाई आंखें" उपनाम अर्जित कर चुके हैं। यह उपकरण पहले ही संरचना के साथ एकीकृत किया जा चुका है करें नामफरवरी 2013 में।
ललित मार्गदर्शन सेंसर
ललित मार्गदर्शन सेंसर ( एफजीएस) वेब को सटीक मार्गदर्शन देने की अनुमति देगा ताकि वह उच्च गुणवत्ता वाली छवियां प्राप्त कर सके।
कैमरा एफजीएसप्रत्येक 2.4 × 2.4 चाप मिनट के आकार के साथ आकाश के दो आसन्न वर्गों से एक छवि बना सकते हैं, और 8 × 8 आकार के पिक्सेल के छोटे समूहों से प्रति सेकंड 16 बार जानकारी भी पढ़ सकते हैं, जो संबंधित संदर्भ खोजने के लिए पर्याप्त है उच्च अक्षांशों सहित, आकाश में कहीं भी 95% संभावना वाला तारा।
मुख्य कार्य एफजीएसशामिल:
- अंतरिक्ष में दूरबीन की स्थिति निर्धारित करने के लिए एक छवि प्राप्त करना;
- पूर्व-चयनित संदर्भ सितारे प्राप्त करना;
- एक स्थिति नियंत्रण प्रणाली का प्रावधान एटिट्यूड कंट्रोल सिस्टम 16 बार प्रति सेकंड की दर से रेफरेंस स्टार्स के सेंट्रोइड को मापता है।
दूरबीन के प्रक्षेपण के दौरान एफजीएसमुख्य दर्पण को तैनात करते समय विचलन की भी रिपोर्ट करेगा।
नियर इंफ्रारेड इमेजिंग डिवाइस और स्लिटलेस स्पेक्ट्रोग्राफ
नियर इंफ्रारेड इमेजिंग डिवाइस और स्लिटलेस स्पेक्ट्रोग्राफ (NIRISS) 0.8 की रेंज में काम करते हैं - 5.0 µmऔर तीन मुख्य मोड के साथ एक विशेष उपकरण है, जिनमें से प्रत्येक एक अलग श्रेणी के साथ काम करता है।
NIRISS का उपयोग निम्नलिखित वैज्ञानिक कार्यों को करने के लिए किया जाएगा:
- "पहली रोशनी" प्राप्त करना;
- एक्सोप्लैनेट की खोज;
- उनकी विशेषताओं को प्राप्त करना;
- पारगमन स्पेक्ट्रोस्कोपी।
यह सभी देखें
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फुटनोट
- जिम ब्रिडेनस्टाइन ट्विटर पर: "जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप अपनी तरह का पहला, विश्व स्तरीय विज्ञान का उत्पादन करेगा। एक स्वतंत्र समीक्षा बोर्ड की सिफारिशों के आधार पर, एन ...
- आगे की देरी के साथ, वेब टेलीस्कोप को अपने रॉकेट के सेवानिवृत्त होने का खतरा है | एआरएस टेक्निका
- https://www.ama-science.org/proceedings/details/368
- नासा ने वेब टेलीस्कोप की समीक्षा पूरी की, 2021 की शुरुआत में लॉन्च करने की प्रतिबद्धता जताई(अंग्रेज़ी) । नासा (27 जून, 2018)। 28 जून, 2018 को लिया गया।
- जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप के लिए चयनित लक्ष्यों में बर्फीले चंद्रमा, गैलेक्सी क्लस्टर और दूरस्थ दुनिया (अनिश्चित) (15 जून, 2017)।
- https://nplus1.ru/news/2017/06/16/webb-telescope (अनिश्चित) (16 जून, 2017)।
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- एक चुटकी अनंत (अनिश्चित) (25 मार्च, 2013)। मूल से 4 अप्रैल 2013 को संग्रहीत।
- केप्लर ने पृथ्वी के दस नए संभावित जुड़वां खोजे हैं (अनिश्चित) (19 जून, 2017)।
- नासा का वेब टेलीस्कोप हमारे सौर मंडल के "महासागर संसारों" का अध्ययन करेगा (अनिश्चित) (24 अगस्त, 2017)।
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- एनजीएसटी के लिए एमआईआरआई स्पेक्ट्रोमीटर (अनिश्चित) (अनुपलब्ध लिंक). मूल से 27 सितंबर, 2011 को संग्रहीत किया गया।
- एनजीएसटी साप्ताहिक मिसाइल (अनिश्चित) (25 अप्रैल, 2002)।
- नासा ने जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप अनुबंध को संशोधित किया (अनिश्चित) (नवंबर 12, 2003)।
जेम्स वेब टेलीस्कोप का मुख्य दर्पण
नासा और ईएसए ने जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप के लिए पहले लक्ष्यों की एक सूची जारी की है, जो 2018 में लॉन्च होने के लिए तैयार है। यह डिवाइस ऑप्टिकल, नियर और मिड-इन्फ्रारेड रेंज में काम करने वाला सबसे बड़ा स्पेस टेलीस्कोप होगा - इसके मुख्य दर्पण का व्यास हबल - 6.5 मीटर से लगभग तीन गुना है। लक्ष्यों में सौर मंडल के ग्रह और छोटे पिंड, एक्सोप्लैनेट और प्रोटोप्लेनेटरी डिस्क, आकाशगंगाएँ और आकाशगंगाओं के समूह, दूर के क्वासर हैं। यह नासा की एक प्रेस विज्ञप्ति द्वारा बताया गया है, सूची दूरबीन की वेबसाइट पर प्रकाशित की गई है।
जेम्स वेब टेलीस्कोप को 1996 से विकसित किया गया है - इसे एक अर्थ में, हबल को प्रतिस्थापित करना चाहिए और स्थलीय और अंतरिक्ष अवरक्त दूरबीनों की तुलना में बहुत अधिक रिज़ॉल्यूशन और संवेदनशीलता प्रदान करना चाहिए। प्रारंभिक आकाशगंगाओं (बिग बैंग के 527-980 मिलियन वर्ष बाद) के अध्ययन की आशाएं दूरबीन के कार्य से जुड़ी हैं। उस समय, अंतरिक्ष में बहुत सारे तटस्थ हाइड्रोजन थे, जो सितारों के पराबैंगनी विकिरण को अवशोषित करते थे।
वैज्ञानिक समूहों के अनुरोध के अनुसार दूरबीन का वाद्य समय वितरित किया जाता है। अनुप्रयोगों में प्राथमिकता और दूरबीन को विकसित करने में मदद करने वाली वैज्ञानिक टीमों को आवंटित समय का लगभग 10 प्रतिशत। इन वैज्ञानिक समूहों के अनुरोध हाल ही में प्रकाशित किए गए हैं। उन्हें विषयगत रूप में वर्गीकृत किया गया है: सौर मंडल की वस्तुएं, एक्सोप्लैनेट, भूरे रंग के बौने, प्रोटोस्टार, विखंडन डिस्क, स्टार क्लस्टर और स्टार बनाने वाले क्षेत्र, आकाशगंगा, गैलेक्सी क्लस्टर और क्वासर, और डीप स्पेस सर्वे।
छोटे पिंडों में, सेरेस, पलास, क्षुद्रग्रह रयुगु (जो एक वर्ष में हायाबुसा -2 द्वारा पहुंचा जाएगा), ट्रांस-नेप्च्यूनियन वस्तुओं और कई धूमकेतुओं के अवलोकन की योजना बनाई गई है। एक्सोप्लैनेट में से, HD189733b (मालिक), HAT-P-26b (उस पर), TRAPPIST-1e (सात एक्सोप्लैनेट की एक प्रणाली के हाल ही में रहने योग्य क्षेत्र में स्थित), HD131399 (यह तीन सितारों की एक प्रणाली है) को अलग कर सकता है। जिसमें)। कुल मिलाकर, उनके वायुमंडल सहित कई दर्जन एक्सोप्लैनेट के अध्ययन की योजना है। अन्य वस्तुओं में इसकी मलबे की डिस्क के साथ प्रसिद्ध बीटा पिक्टोरिस सिस्टम, हॉर्सहेड नेबुला, एसएन 1987ए के सुपरनोवा अवशेष, और कई क्वासर शामिल हैं जिन्हें हम देखते हैं कि वे बिग बैंग या उससे कम के एक अरब साल बाद थे। कुल मिलाकर, 2100 से अधिक अवलोकन पहले से ही नियोजित हैं।
अब "वेब" मुख्य प्रणालियों के परीक्षण के चरण में है। इसका मुख्य दर्पण फरवरी 2016 में पूरा हुआ था और इसमें 18 हेक्सागोनल खंड शामिल हैं। कुल क्षेत्रफल 25 वर्ग मीटर है, वजन - 705 किलोग्राम। 20.1 किलोग्राम वजन का प्रत्येक खंड बेरिलियम से बना होता है और 100 नैनोमीटर मोटी सोने की परत से ढका होता है।
व्लादिमीर कोरोलेव
जेम्स वेब टेलीस्कोप
अंतरिक्ष दूरबीन हमेशा ब्रह्मांड के ज्ञान में सबसे आगे रहेंगे - वे या तो इसके विकृतियों और बादलों से, या ग्रह की सतह पर कंपन और शोर से परेशान नहीं होते हैं। यह अलौकिक उपकरण थे जिन्होंने दूर की नीहारिकाओं और आकाशगंगाओं की विस्तृत और सुंदर तस्वीरें प्राप्त करना संभव बनाया जो रात के आकाश में मानव आंखों को भी दिखाई नहीं देती हैं। हालांकि, 2018 में, अंतरिक्ष के अध्ययन में एक नया युग शुरू होगा, जो ब्रह्मांड की दृश्य सीमाओं को और आगे बढ़ाएगा - जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप, उद्योग रिकॉर्ड धारक, लॉन्च किया जाएगा। इसके अलावा, यह न केवल विशेषताओं के मामले में रिकॉर्ड तोड़ता है: परियोजना की लागत आज 8.8 बिलियन डॉलर तक पहुंच गई है।
"जेम्स वेब" के उपकरण और कार्यक्षमता के बारे में बात करने से पहले, यह समझने योग्य है कि यह किस लिए है। ऐसा लगता है कि पृथ्वी का केवल एक वातावरण ब्रह्मांड के अध्ययन में हस्तक्षेप करता है, और आप बस एक दूरबीन को एक कैमरे के साथ कक्षा में खराब कर सकते हैं और जीवन का आनंद ले सकते हैं। लेकिन साथ ही, जेम्स वेब एक दशक से अधिक समय से विकास में है, और अंतिम बजट, यहां तक कि प्रारंभिक प्रक्षेपण के चरण में, अपने पूर्ववर्ती की लागत से अधिक हो गया! इसलिए, एक परिक्रमा दूरबीन एक तिपाई पर एक शौकिया स्पाईग्लास की तुलना में कुछ अधिक जटिल है, और इसकी खोज सैकड़ों गुना अधिक मूल्यवान होगी। लेकिन ऐसा क्या खास है जिसे टेलीस्कोप से खोजा जा सकता है, खासकर अंतरिक्ष वाले से?
आकाश की ओर सिर उठाकर, हर कोई सितारों को देख सकता है। लेकिन अरबों किलोमीटर दूर की वस्तुओं का अध्ययन करना एक कठिन कार्य है। सितारों और आकाशगंगाओं का प्रकाश, जो लाखों या अरबों वर्षों से घूम रहा है, महत्वपूर्ण परिवर्तन से गुजरता है - या यहाँ तक कि हम तक बिल्कुल भी नहीं पहुँचता है। तो, धूल के बादल, जो अक्सर आकाशगंगाओं में आम होते हैं, एक तारे के सभी दृश्य विकिरण को पूरी तरह से अवशोषित करने में सक्षम होते हैं। फिर भी ब्रह्मांड के निरंतर विस्तार से प्रकाश की ओर जाता है - इसकी तरंगें लंबी हो जाती हैं, सीमा को लाल या अदृश्य अवरक्त की ओर बदल देती हैं। और अरबों प्रकाश वर्ष की दूरी तक उड़ने वाली सबसे बड़ी वस्तुओं की चमक भी सैकड़ों सर्चलाइटों के बीच पॉकेट टॉर्च की रोशनी की तरह हो जाती है - अल्ट्रा-दूर की आकाशगंगाओं का पता लगाने के लिए अभूतपूर्व संवेदनशीलता के उपकरणों की आवश्यकता होती है।
एक नया शक्तिशाली अंतरिक्ष दूरबीन बनाने का विचार लगभग 20 साल पहले 1996 में आया था, जब अमेरिकी खगोलविदों ने एचएसटी और बियॉन्ड रिपोर्ट जारी की थी, जिसमें इस सवाल पर चर्चा की गई थी कि खगोल विज्ञान को आगे कहाँ जाना चाहिए। उससे कुछ समय पहले, 1995 में, हमारे सूर्य के समान एक तारे के बगल में पहला एक्सोप्लैनेट खोजा गया था। इसने वैज्ञानिक समुदाय को उत्साहित किया - आखिरकार, एक मौका था कि पृथ्वी जैसी दुनिया कहीं मौजूद हो सकती है - इसलिए शोधकर्ताओं ने नासा से एक टेलीस्कोप बनाने के लिए कहा जो अन्य चीजों के अलावा, एक्सोप्लैनेट की खोज और अध्ययन के लिए उपयुक्त होगा। यहीं से "जेम्स वेब" की कहानी शुरू होती है। इस टेलीस्कोप के प्रक्षेपण में लगातार देरी हो रही है (इसे मूल रूप से 2011 में वापस अंतरिक्ष में भेजने की योजना थी), लेकिन अब यह फिनिश लाइन में प्रवेश कर रहा है। संपादकीय एन+1यह पता लगाने की कोशिश की कि वेब के साथ खगोलविद क्या सीखने की उम्मीद करते हैं, और इस उपकरण को बनाने वालों से बात की।
2002 में टेलीस्कोप को "जेम्स वेब" नाम दिया गया था, इससे पहले इसे नेक्स्ट जेनरेशन स्पेस टेलीस्कोप ("न्यू जेनरेशन स्पेस टेलीस्कोप") या एनजीएसटी कहा जाता था, क्योंकि नए उपकरण को हबल द्वारा शुरू किए गए शोध को जारी रखना चाहिए। यदि "" मुख्य रूप से ऑप्टिकल रेंज में ब्रह्मांड की खोज करता है, केवल निकट अवरक्त और पराबैंगनी रेंज को कैप्चर करता है, जो दृश्य विकिरण पर सीमा होती है, तो "जेम्स वेब" स्पेक्ट्रम के अवरक्त भाग पर ध्यान केंद्रित करेगा, जहां पुरानी और ठंडी वस्तुएं दिखाई देती हैं। इसके अलावा, अभिव्यक्ति "अगली पीढ़ी" उन्नत प्रौद्योगिकियों और इंजीनियरिंग समाधानों को संदर्भित करती है जिनका उपयोग दूरबीन में किया जाएगा।
टेलीस्कोप दर्पण निर्माण प्रक्रिया
टेलीस्कोप दर्पण टुकड़ा
टेलीस्कोप दर्पण निर्माण प्रक्रिया
टेलीस्कोप दर्पण टुकड़ा
टेलीस्कोप दर्पण टुकड़ा
टेलीस्कोप दर्पण टुकड़ा
शायद उनमें से सबसे गैर-मानक और जटिल 6.5 मीटर के व्यास के साथ "जेम्स वेब" का मुख्य दर्पण है। वैज्ञानिकों ने हबल दर्पण का एक बड़ा संस्करण नहीं बनाया क्योंकि इसका वजन बहुत अधिक होगा, और स्थिति से बाहर निकलने का एक शानदार तरीका आया: उन्होंने 18 अलग-अलग खंडों से दर्पण को इकट्ठा करने का फैसला किया। उनके लिए एक हल्की और टिकाऊ बेरिलियम धातु का इस्तेमाल किया जाता था, जिस पर सोने की एक पतली परत जमा होती थी। नतीजतन, दर्पण का वजन 705 किलोग्राम होता है, जबकि इसका क्षेत्रफल 25 वर्ग मीटर होता है। हबल दर्पण का वजन 828 किलोग्राम है जिसका क्षेत्रफल 4.5 वर्ग मीटर है।
एक अन्य महत्वपूर्ण टेलीस्कोप घटक जिसने इंजीनियरों को हाल ही में बहुत परेशानी दी है, वह है जेम्स वेब उपकरणों को ओवरहीटिंग से बचाने के लिए आवश्यक तैनाती योग्य हीट शील्ड। पृथ्वी की कक्षा में, सूर्य की सीधी किरणों के तहत, वस्तुएं 121 डिग्री सेल्सियस तक गर्म हो सकती हैं। जेम्स वेब उपकरणों को पर्याप्त रूप से कम तापमान पर संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, यही वजह है कि उन्हें धूप से बचाने के लिए हीट शील्ड की आवश्यकता होती है।
यह आकार में 21 x 14 मीटर के टेनिस कोर्ट के आकार के बराबर है, इसलिए इसे विस्तारित रूप में लैग्रेंज बिंदु L2 (जहां दूरबीन काम करेगा) पर भेजना असंभव है। यहां मुख्य कठिनाइयां शुरू होती हैं - ढाल को अपने गंतव्य तक कैसे पहुंचाया जाए ताकि यह क्षतिग्रस्त न हो? सबसे तार्किक समाधान उड़ान की अवधि के लिए इसे मोड़ना था, और फिर इसे तब तैनात करना था जब जेम्स वेब ऑपरेटिंग बिंदु पर था।
ढाल का बाहरी भाग, जहां एंटीना, ऑन-बोर्ड कंप्यूटर, जायरोस्कोप और सौर पैनल स्थित हैं, वैज्ञानिकों की अपेक्षा के अनुसार 85 डिग्री सेल्सियस तक गर्म हो जाएंगे। लेकिन "रात" की तरफ, जहां मुख्य वैज्ञानिक उपकरण स्थित हैं, यह ठंढा होगा: शून्य से लगभग 233 डिग्री नीचे। थर्मल इन्सुलेशन प्रदान करें ढाल की पांच परतें होंगी - पिछले एक की तुलना में प्रत्येक ठंडा।
जेम्स वेब परिनियोजन योग्य ढाल
किन वैज्ञानिक उपकरणों को सूर्य से इतनी सावधानी से परिरक्षित करने की आवश्यकता है? उनमें से चार हैं: NIRCam नियर-इन्फ्रारेड कैमरा, MIRI मिड-IR इंस्ट्रूमेंट, NIRSpec नियर-IR स्पेक्ट्रोग्राफ, और FGS/NIRISS सिस्टम। नीचे दी गई तस्वीर में, आप स्पष्ट रूप से देख सकते हैं कि वे किस "प्रकाश" में ब्रह्मांड को देखेंगे:
छवि उस सीमा को दिखाती है जिसे टेलीस्कोप के उपकरण कैप्चर करेंगे।
वैज्ञानिक उपकरणों की मदद से वैज्ञानिकों को कई बुनियादी सवालों के जवाब मिलने की उम्मीद है। सबसे पहले, वे एक्सोप्लैनेट की चिंता करते हैं।
हालांकि केप्लर ने अब तक 2,500 से अधिक एक्सोप्लैनेट की खोज की है, घनत्व का अनुमान केवल कुछ सौ के लिए मौजूद है। इस बीच, ये अनुमान हमें यह समझने की अनुमति देते हैं कि ग्रह किस प्रकार का है। यदि इसका घनत्व कम है - जाहिर है, हमारे सामने एक गैस विशाल है। यदि आकाशीय पिंड का घनत्व अधिक है, तो सबसे अधिक संभावना है कि यह पृथ्वी या मंगल जैसा दिखने वाला एक चट्टानी ग्रह है। खगोलविदों को उम्मीद है कि जेम्स वेब ग्रहों के द्रव्यमान और व्यास पर अधिक डेटा इकट्ठा करने में मदद करेगा, जो उनके घनत्व की गणना करने और उनके प्रकार को निर्धारित करने में मदद करेगा।
सुपरकंप्यूटिंग अनुप्रयोगों के लिए राष्ट्रीय केंद्र में नासा/गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटर और उन्नत विज़ुअलाइज़ेशन प्रयोगशाला
एक अन्य महत्वपूर्ण प्रश्न एक्सोप्लैनेट के वायुमंडल से संबंधित है। हबल और स्पिट्जर ने लगभग सौ ग्रहों के गैसीय लिफाफों पर डेटा एकत्र किया है। James Webb के उपकरण इस संख्या को कम से कम तीन गुना बढ़ाना संभव बना देंगे। वैज्ञानिक उपकरणों और अवलोकन के विभिन्न तरीकों के लिए धन्यवाद, खगोलविद पानी, मीथेन और कार्बन डाइऑक्साइड सहित बड़ी संख्या में पदार्थों की उपस्थिति का निर्धारण करने में सक्षम होंगे - न केवल बड़े ग्रहों पर, बल्कि स्थलीय ग्रहों पर भी। अवलोकन संबंधी लक्ष्यों में से एक वह होगा जहां पृथ्वी जैसे सात ग्रह एक साथ स्थित होंगे।
अधिकांश परिणाम युवा, नवगठित ज्यूपिटर के लिए अपेक्षित हैं, जो अभी भी इन्फ्रारेड में उत्सर्जित हो रहे हैं। विशेष रूप से, सौर मंडल में, जैसे-जैसे गैस दिग्गजों का द्रव्यमान घटता है, उनकी धातुओं की सामग्री (हाइड्रोजन और हीलियम से भारी तत्व) बढ़ जाती है। हबल ने एक बार दिखाया था कि सभी ग्रह प्रणाली इस कानून का पालन नहीं करती हैं, लेकिन अभी भी कोई सांख्यिकीय रूप से विश्वसनीय नमूना नहीं है - जेम्स वेब इसे प्राप्त करेगा। इसके अलावा, दूरबीन से उप-नेपच्यून और सुपर-अर्थ का अध्ययन करने की भी उम्मीद है।
दूरबीन का एक अन्य महत्वपूर्ण लक्ष्य प्राचीन आकाशगंगाएँ होंगी। आज हम पहले से ही आसपास की आकाशगंगाओं के बारे में बहुत कुछ जानते हैं, लेकिन अभी भी उन आकाशगंगाओं के बारे में बहुत कम जानते हैं जो एक बहुत ही युवा ब्रह्मांड में दिखाई दीं। हबल ब्रह्मांड को देख सकता है क्योंकि यह बिग बैंग के 400 मिलियन वर्ष बाद था, और प्लैंक वेधशाला ने कॉस्मिक माइक्रोवेव विकिरण देखा जो कि बिग बैंग के 400,000 साल बाद उत्पन्न हुआ था। जेम्स वेब को उनके बीच की खाई को भरना होगा और यह पता लगाना होगा कि ब्रह्मांडीय इतिहास के पहले 3 प्रतिशत में आकाशगंगाएँ कैसी दिखती थीं।
अब खगोलविद एक आकाशगंगा के आकार और उसकी उम्र के बीच एक सीधा संबंध देख रहे हैं - ब्रह्मांड जितना पुराना होगा, उसमें उतनी ही छोटी आकाशगंगाएँ होंगी। हालांकि, इस प्रवृत्ति के जारी रहने की संभावना नहीं है, और वैज्ञानिकों को उम्मीद है कि आकाशगंगाओं के आकार पर निचली सीमा खोजने के लिए किसी प्रकार का "टर्निंग पॉइंट" निर्धारित किया जाएगा। इस प्रकार, खगोलविद इस सवाल का जवाब देना चाहते हैं कि पहली आकाशगंगा कब उत्पन्न हुई थी।
एक अलग वस्तु आणविक बादलों और प्रोटोप्लानेटरी डिस्क का अध्ययन है। अतीत में, स्पिट्जर केवल सौर मंडल के तत्काल आसपास के क्षेत्र में देख सकता था। वेब बहुत अधिक संवेदनशील है और वास्तव में आकाशगंगा के दूसरे किनारे के साथ-साथ इसके केंद्र को भी देख पाएगा।
इसके अलावा, "जेम्स वेब" काल्पनिक आबादी III सितारों की तलाश करेगा - ये बहुत भारी वस्तुएं हैं जिनमें हीलियम, हाइड्रोजन और लिथियम से भारी कोई तत्व नहीं है। यह माना जाता है कि इस प्रकार के तारे बिग बैंग के बाद बनने चाहिए।
इंटरैक्टिंग आकाशगंगाओं की एक जोड़ी जिसे "एंटेना" कहा जाता है
आज, "जेम्स वेब" का शुभारंभ जून 2019 के लिए निर्धारित है। टेलीस्कोप को मूल रूप से शुरुआती वसंत में अंतरिक्ष में लॉन्च किया जाना था, लेकिन तकनीकी समस्याओं के कारण मिशन में कई महीनों की देरी हुई। उप परियोजना पर्यवेक्षक क्रिस्टीन पुलियम ने सवालों के जवाब दिए एन+1दूरबीन के बारे में और इसके निर्माण में आने वाली कठिनाइयों के बारे में।
मुझे लगता है कि मैं स्पष्ट प्रश्न पूछ रहा हूं, लेकिन क्या "जेम्स वेब" अद्वितीय बनाता है?
वेब हमें ब्रह्मांड को देखने की अनुमति देगा जैसा हमने पहले कभी नहीं देखा। यह इन्फ्रारेड में अवलोकन करेगा, यानी हबल की तुलना में अन्य तरंग दैर्ध्य पर, स्पिट्जर से आगे और हर्शल की तुलना में अन्य क्षेत्रों में देखने में सक्षम होगा। यह अंतराल को भरेगा और ब्रह्मांड की एक सुसंगत तस्वीर बनाने में मदद करेगा। व्यापक इन्फ्रारेड अवलोकन हमें उभरते सितारों और ग्रहों को देखने में मदद करेंगे। हम अंत में पहली आकाशगंगाओं की खोज करेंगे, और यह संपूर्ण ब्रह्माण्ड संबंधी इतिहास को एक साथ रखने में मदद करेगा। कुछ लोग यह कहना पसंद करते हैं कि टेलीस्कोप टाइम मशीन हैं, जो एक बहुत अच्छी अभिव्यक्ति है। जब हम अंतरिक्ष में देखते हैं, तो हम अतीत को देखते हैं क्योंकि प्रकाश को पृथ्वी तक पहुंचने में समय लगता है। हम ब्रह्मांड को तब देखेंगे जब वह बहुत छोटा था - और इससे यह समझने में मदद मिलेगी कि हम कैसे प्रकट हुए और ब्रह्मांड कैसे काम करता है। अगर हम मानवता के करीब कुछ के बारे में बात करते हैं, तो हम देखेंगे कि तारे कैसे पैदा हुए, एक्सोप्लैनेट कैसे बने, और हम उनके वायुमंडल की विशेषता भी बता सकते हैं।
हां, दूर के ग्रहों के वायुमंडल का सवाल बहुत से लोगों को चिंतित करता है। आप क्या परिणाम प्राप्त करने की अपेक्षा करते हैं?
हमारे पास केप्लर जैसे मिशन थे जो उम्मीदवारों की तलाश में थे। उनके लिए धन्यवाद, हजारों एक्सोप्लैनेट आज हमें ज्ञात हैं। अब "जेम्स वेब" पहले से ज्ञात वस्तुओं को देखेगा और उनके वायुमंडल का पता लगाएगा। विशेष रूप से, यह विशाल ग्रहों पर लागू होता है - नेपच्यून और सुपर-बृहस्पति के बीच स्थित आकार में खगोलीय पिंड। हमारे लिए यह समझना महत्वपूर्ण है कि ऐसी वस्तुएं कैसे बनती हैं, वे कैसे विकसित होती हैं, और वे किस प्रणाली का हिस्सा हैं, वे कैसी हैं। उदाहरण के लिए, यदि हम कई ग्रहों की एक प्रणाली देखते हैं, तो हमारे लिए यह निर्धारित करना महत्वपूर्ण है कि क्या पानी हो सकता है और इसे कहां देखना है।
वास्तव में रहने योग्य क्षेत्र को परिभाषित करें?
बिल्कुल। यह अलग-अलग सितारों के लिए अलग होगा। जेम्स वेब हमें दूर के ग्रहों को चिह्नित करने और यह समझने में मदद करेगा कि हमारा घर कितना अनूठा है।
टेलीस्कोप का मिशन लगभग दस साल तक चलने की उम्मीद है। हालांकि, वास्तविक भविष्यवाणियां क्या हैं? हम सभी वोयाजर्स को याद करते हैं, जो अभी भी संचालन में हैं और पृथ्वी पर डेटा भेजते हैं, हालांकि इसके लिए किसी ने योजना नहीं बनाई थी।
उपकरण का नाममात्र जीवन पांच वर्ष है, और हम आशा करते हैं कि यह इतने लंबे समय तक काम करने में सक्षम होगा। यदि आप अधिक बोल्ड आकलन देते हैं, तो यह दस वर्ष है। हम दूरबीन के सिस्टम को चालू रखने के लिए आवश्यक शीतलक की मात्रा तक सीमित हैं। मुझे नहीं लगता कि जेम्स वेब, हबल की तरह, पिछले 29 वर्षों तक चल सकता है।
हाँ, "जेम्स वेब" पृथ्वी से दूसरे लैग्रेंज बिंदु पर बहुत दूर होगा। क्या आपको लगता है कि प्रौद्योगिकी हमें भविष्य में टेलीस्कोप तक उड़ान भरने और टूटने पर इसे ठीक करने की अनुमति देगी?
ऐसी संभावना को बाहर नहीं किया गया है। इस मामले में, दूरबीन में रोबोटिक भुजा के लिए एक माउंट होता है जिसे वेब पर स्थापित किया जा सकता है। हालाँकि, शुरू से ही दूरबीन का रखरखाव प्रदान नहीं किया गया था, इसलिए आपको इस पर बहुत अधिक आशा नहीं रखनी चाहिए। यह देखते हुए कि उपकरण केवल 5-10 वर्षों के लिए काम करेगा, हमारे पास अंतरिक्ष यान भेजने के लिए इतनी दूर कदम उठाने का समय होने की संभावना नहीं है।
क्या जेम्स वेब अन्य अंतरिक्ष यान के साथ मिलकर काम कर पाएगा? उदाहरण के लिए, यूनिवर्सिटी ऑफ कोलोराडो स्पेस एंड एस्ट्रोनॉमी सेंटर इसके लिए एक बाहरी कोरोनोग्राफ बनाने का प्रस्ताव कर रहा है। 2013 में, उन्होंने दूरबीन के साथ संभावित सहयोग के बारे में बात की - क्या वास्तव में ऐसी कोई योजना है?
मैं यह नहीं कहूंगा कि फिलहाल हम ऐसे मौके पर विचार कर रहे हैं। अगर मैं गलत नहीं हूं, तो इस परियोजना के लिए वेब कैश जिम्मेदार है, लेकिन एक और स्टार शील्ड प्रोजेक्ट है, साथ ही कई अन्य समूह भी हैं जो समान उपकरण बना रहे हैं। जेम्स वेब को किसी अन्य उपकरण से जोड़ने के लिए वर्तमान में कोई ठोस योजना नहीं है, हालांकि काल्पनिक रूप से यह किसी भी अंतरिक्ष वेधशाला के साथ मिलकर काम कर सकता है।
आप अपने अवलोकन समय को कैसे वितरित करने की योजना बना रहे हैं?
अब दुनिया भर के खगोलविद हमें अपने आवेदन भेजते हैं, और समीक्षा पास करने के बाद, हमें एक मोटा योजना प्राप्त होगी। आज जेम्स वेब को डिजाइन और निर्माण करने में मदद करने वाले वैज्ञानिकों के लिए एक "गारंटीकृत अवलोकन समय" आरक्षित है, जो उनके काम के लिए एक तरह का धन्यवाद है। ये शोधकर्ता आकाशगंगाओं, एक्सोप्लैनेट, जैसे ट्रैपिस्ट सिस्टम के ग्रहों का अध्ययन करेंगे। कुछ हद तक, हम James Web की क्षमताओं का परीक्षण करने के लिए स्वयं लक्ष्य चुनते हैं। हम टेलीस्कोप का निर्माण करते समय एक्सोप्लैनेट के बारे में सोचना शुरू कर रहे थे, लेकिन अब यह खगोल विज्ञान में एक बहुत ही आशाजनक क्षेत्र है, और हमें यह पता लगाने की जरूरत है कि सौर मंडल के बाहर ग्रहों का अध्ययन करने के लिए जेम्स वेब का उपयोग कैसे किया जाए। यह वही है जो पहले वर्ष में अवलोकन करने वाली टीमें करेंगी। गिरावट में, यह ज्ञात हो जाएगा कि हम पहले वर्ष में "क्या देखेंगे"।
हबल अल्ट्रा डीप फील्ड
लॉन्च की तारीख को पीछे क्यों धकेला जा रहा है? दर्पण प्रणाली के साथ वित्तीय समस्याओं और समस्याओं की अफवाहें हैं।
तथ्य यह है कि वेब एक बहुत ही कठिन दूरबीन है, और यह पहली बार है जब हम इस तरह की जटिल समस्या को हल कर रहे हैं। उपकरण में कई मुख्य घटक होते हैं: दर्पण, उपकरण, एक विशाल ढाल और शीतलन तंत्र। इन सभी तत्वों का निर्माण और परीक्षण, संयुक्त, फिर से परीक्षण किया जाना चाहिए - बेशक, इसमें समय लगता है। हमें यह भी सुनिश्चित करने की आवश्यकता है कि हमने सब कुछ ठीक किया, कि सभी भाग एक साथ फिट हों, कि प्रक्षेपण सफल हो, और सभी तत्व सही ढंग से तैनात हों। बड़ी संख्या में चरणों और पूरी तरह से सत्यापन की आवश्यकता के कारण देरी होती है।
यही है, अब आप परीक्षण कर रहे थे, और महसूस किया कि आप मूल कार्यक्रम में फिट नहीं थे?
हाँ। वास्तव में, हमारे पास अभी भी बहुत खाली समय है। हम शुरू में जानते थे कि सब कुछ क्रम में होगा, लेकिन हमने मान लिया कि किसी कारण से तैयारी में देरी हो सकती है। इसके अलावा, जब हम वाहन को लॉन्च करने के लिए तैयार होते हैं, तो हमें ईएसए के साथ एक विशिष्ट तिथि पर सहमत होने की भी आवश्यकता होगी, जो एरियन रॉकेट का मालिक है। तो हमने सोचा - कहाँ जल्दी करें?
हमें बताएं कि दूरबीन को कौन से परीक्षण पास करने होंगे और क्या पास होंगे?
हाल ही में लिंडन जॉनसन स्पेस सेंटर में OTISS (ऑप्टिकल टेलीस्कोप एंड इंस्ट्रूमेंट असेंबली) सिस्टम का परीक्षण पूरा किया गया था। इसे बेहद कम ऑपरेटिंग तापमान पर ठंडा किया गया था, सभी प्रकाशिकी और दूरबीन का परीक्षण किया गया था। वैज्ञानिकों ने हाल ही में शीतलन कक्ष से सिस्टम को हटा दिया, इसे फिर से गर्म किया, और अब ओटीआईएसएस कैलिफोर्निया के रेडेंडो बीच स्पेस पार्क की यात्रा करेगा, जहां इसे एक सन शील्ड से जोड़ा जाएगा। इसके अलावा, अब ढाल पर ही काम चल रहा है, विशेषज्ञ कई जांच कर रहे हैं। जब सभी तत्व ढाल से जुड़े होते हैं, तो यह सुनिश्चित करने के लिए कि यह त्रुटिपूर्ण रूप से काम करता है, इसे मोड़ा और प्रकट किया जाएगा, और फिर अन्य परीक्षण किए जाएंगे, जिसमें कंपन के लिए एक परीक्षण भी शामिल है, जो रॉकेट उड़ान के दौरान दूरबीन का सामना करेगा। अंतरिक्ष में लॉन्च करना एक वाहन के लिए एक गंभीर परीक्षा है, इसलिए इंजीनियर यह सुनिश्चित करना चाहते हैं कि इसके सभी घटक उड़ान में जीवित रहें। इसके बाद शोधकर्ता जेम्स वेब को लॉन्च के लिए तैयार करेंगे, इसे एक बजरे पर लोड करेंगे, और इसे 201 9 की शुरुआत में फ्रेंच गुयाना में एक स्पेसपोर्ट में भेज देंगे।
बाकी टूल्स के बारे में क्या? जहाँ तक मुझे पता है, आपने सब कुछ नहीं बताया है। क्या उन्हें अभी तक प्री-स्क्रीन किया गया है?
हां, वे पहले ही सभी परीक्षण पास कर चुके हैं और अब दूरबीन पर स्थापित हैं। ये अलग-अलग उपकरण हैं जो कई वैज्ञानिक अध्ययन करेंगे - एक स्पेक्ट्रोग्राफ जो मध्य-आईआर रेंज में आकाश का अध्ययन करता है, एक कैमरा। इसके अलावा, सभी उपकरणों के अलग-अलग तरीके होते हैं, इसलिए हमें यह जांचने की आवश्यकता है कि क्या वे वास्तव में हमारे इच्छित तरीके से काम करते हैं। यह बहुत महत्वपूर्ण है - आपको डिवाइस को "हिला" करने की ज़रूरत है और सुनिश्चित करें कि देखने का कोण वही रहता है।
हमें पहले परिणामों की अपेक्षा कब करनी चाहिए?
सबसे अधिक संभावना है, पहला डेटा अगले साल के अंत में या 2020 की शुरुआत में ही आएगा। लॉन्चिंग और पहली सूचना मिलने के बीच करीब छह महीने का समय बीत जाएगा। इस समय के दौरान, दूरबीन घूम जाएगी, और हम यह सुनिश्चित करेंगे कि यह खुल गया है और ठीक से काम कर रहा है। फिर उपकरणों को ठंडा करने की आवश्यकता होगी, जिसमें बहुत समय लगेगा। पृथ्वी पर, जेम्स वेब कमरे के तापमान पर है, लेकिन जब हम इसे अंतरिक्ष में लॉन्च करते हैं, तो इसके उपकरणों के ऑपरेटिंग तापमान तक पहुंचने की प्रतीक्षा करना आवश्यक होगा। फिर हम उन्हें संचालन में डाल देंगे: कई "प्रशिक्षण अभ्यास" पहले से ही नियोजित हैं - कई नियोजित अवलोकन और संचालन के विभिन्न तरीकों की जांच, जो यह सुनिश्चित करेगी कि सब कुछ उसी तरह से कार्य करता है जैसा उसे करना चाहिए। चूंकि हमारे पास लॉन्च की तारीख नहीं है, और परिणामस्वरूप, हम नहीं जानते कि दूरबीन के देखने के क्षेत्र में क्या होगा, अवलोकन के लिए एक विशिष्ट वस्तु का चयन नहीं किया गया है। सबसे अधिक संभावना है, हम किसी दूर के तारे पर दूरबीन के उपकरणों को कैलिब्रेट करेंगे। ये सभी आंतरिक प्रक्रियाएं हैं - पहले हमें यह सुनिश्चित करना होगा कि हम कुछ भी देख सकें।
हालाँकि, यह सुनिश्चित करने के बाद कि सभी उपकरण काम करते हैं, हम सीधे वैज्ञानिक प्रयोगों के लिए आगे बढ़ेंगे। छवियों में विशेषज्ञता रखने वाले वैज्ञानिकों की एक टीम यह निर्धारित करेगी कि कौन से लक्ष्य वास्तव में मंत्रमुग्ध करने वाले और दर्शकों को आकर्षित करेंगे। काम उन्हीं कलाकारों द्वारा किया जाएगा जिन्होंने हबल छवियों के साथ काम किया था - ये खगोलीय छवियों को संसाधित करने में कई वर्षों के अनुभव वाले लोग हैं। इसके अलावा, अतिरिक्त उपकरण परीक्षण किए जाएंगे।
पहली छवियां सामने आने के बाद, हमारे पास वैज्ञानिक टिप्पणियों के लिए एक वर्ष से थोड़ा अधिक समय होगा। इनमें बहुत दूर की आकाशगंगाओं, क्वासर, एक्सोप्लैनेट और बृहस्पति का अध्ययन करने के लिए पहले से ही ज्ञात कार्यक्रम शामिल हैं। सामान्य तौर पर, खगोलविद वह सब कुछ देखेंगे जो संभव है - सक्रिय तारा निर्माण के क्षेत्रों से लेकर प्रोटोप्लेनेटरी डिस्क में बर्फ तक। ये अध्ययन हम सभी के लिए महत्वपूर्ण हैं: बाकी वैज्ञानिक समुदाय अन्य टीमों के परिणामों को देखने और समझने में सक्षम होंगे कि उन्हें आगे कहाँ जाना चाहिए।
क्रिस्टीना उलासोविचनासा ने आज जेम्स वेब टेलीस्कोप परियोजना की योजना की पुष्टि की। प्रबंधन ने कहा कि वर्तमान बजट और 2018 के लिए स्पेस टेलीस्कोप लॉन्च करने की योजना दोनों अप टू डेट हैं। गौर करने वाली बात है कि एजेंसी खुद इस टेलिस्कोप को अपने रिप्लेसमेंट से ज्यादा अगले हबल मॉडल की तरह मानती है।
दूरबीन की क्षमता हबल से कहीं अधिक है। जेम्स वेब में 6.5 मीटर व्यास का एक मिश्रित दर्पण होगा (हबल दर्पण 2.4 मीटर व्यास का है) जिसमें 25 वर्ग मीटर का एकत्रित सतह क्षेत्र और एक टेनिस कोर्ट के आकार का सौर ढाल होगा। दूरबीन सूर्य-पृथ्वी प्रणाली के लैग्रेंज बिंदु L2 पर स्थित होगी। 
जेम्स वेब ब्रह्मांड के सुदूर अतीत की यात्रा करने में सक्षम होगा - बिग बैंग के 100 से 250 मिलियन वर्ष बाद। दूसरे शब्दों में, नया टेलीस्कोप हबल की तुलना में बाहरी अंतरिक्ष की गहराई में बहुत आगे देखने में सक्षम होगा, जो कि बिग बैंग के 800 मिलियन से 1 बिलियन वर्ष बाद "यात्रा" नहीं कर सकता है। इसके अलावा, वेब दृश्य प्रकाश के लिए "तेज" नहीं है, इसकी विशेषता अवरक्त स्पेक्ट्रम है। हालांकि, जेम्स वेब मानव आंखों को दिखाई देने वाले विकिरण का भी पता लगा सकता है।
जेम्स वेब टेलीस्कोप "क्या देखता है" और अंतरिक्ष में एक ही बिंदु पर हबल क्या देखता है, इसका अनुकरण
परियोजना कार्यान्वयन में कठिनाइयाँ
जेम्स वेब और हबल जैसी बड़ी परियोजनाओं की मुख्य समस्या बजट है। कि पहला, कि दूसरा प्रोजेक्ट बजट से आगे निकल गया। लेकिन, चूंकि बजट का एक महत्वपूर्ण हिस्सा पहले ही खर्च हो चुका है, इसलिए योजनाओं के कार्यान्वयन को जारी रखने के अलावा कुछ नहीं बचा है।
हबल के मामले में, इस तथ्य से स्थिति और जटिल हो गई थी कि दर्पण को शुरू में गलत तरीके से स्थापित किया गया था। इसने दूरबीन की क्षमताओं को प्रभावित किया, और एक बाहरी अभियान द्वारा त्रुटि को ठीक करने में काफी समय लगा, जिसके दौरान सुधारात्मक लेंस लगाए गए थे।
जहां तक जेम्स वेब का संबंध है, यहां गलती अक्षम्य है। जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, नई दूरबीन को लैग्रेंज बिंदु L2 पर स्थापित करने की योजना है। अगर कुछ गलत होता है, तो परियोजना को भूलना होगा। हालांकि, परियोजना के सफल कार्यान्वयन की संभावनाएं काफी महत्वपूर्ण हैं।
