जेम्स वेब टेलीस्कोप प्रसिद्ध हबल स्पेस टेलीस्कोप को बदलने के लिए एक परिक्रमा करने वाली अवरक्त वेधशाला है।

यह एक बहुत ही जटिल तंत्र है। करीब 20 साल से इस पर काम चल रहा है! "जेम्स वेब" में 6.5 मीटर व्यास वाला एक समग्र दर्पण होगा और इसकी लागत लगभग 6.8 बिलियन डॉलर होगी। तुलना के लिए, हबल दर्पण का व्यास "केवल" 2.4 मीटर है।

हम देख लेंगे?

1. जेम्स वेब टेलीस्कोप को सूर्य-पृथ्वी प्रणाली के L2 लैग्रेंज बिंदु पर एक प्रभामंडल कक्षा में रखा जाना चाहिए। और यह अंतरिक्ष में ठंडा है। अंतरिक्ष के ठंडे तापमान का सामना करने की क्षमता का अध्ययन करने के लिए 30 मार्च 2012 को किए गए परीक्षण यहां दिखाए गए हैं। (क्रिस गन द्वारा फोटो | नासा):

2. "जेम्स वेब" में 25 वर्ग मीटर के एकत्रित सतह क्षेत्र के साथ 6.5 मीटर व्यास वाला एक समग्र दर्पण होगा। क्या यह बहुत है, या थोड़ा? (क्रिस गन द्वारा फोटो):

3. हबल से तुलना करें। मिरर "हबल" (बाएं) और "वेब" (दाएं) एक ही पैमाने पर:

4. 8 मार्च, 2013 को ऑस्टिन, टेक्सास में जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप का एक पूर्ण पैमाने का मॉडल। (क्रिस गन द्वारा फोटो):

5. टेलीस्कोप परियोजना 17 देशों के बीच एक अंतरराष्ट्रीय सहयोग है, जिसका नेतृत्व नासा ने किया है, जिसमें यूरोपीय और कनाडाई अंतरिक्ष एजेंसियों के महत्वपूर्ण योगदान हैं। (क्रिस गन द्वारा फोटो):

6. प्रारंभ में, प्रक्षेपण 2007 के लिए निर्धारित किया गया था, जिसे बाद में 2014 और 2015 तक के लिए स्थगित कर दिया गया था। हालांकि, 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। (क्रिस गन द्वारा फोटो):

7. एक दूरबीन की संवेदनशीलता और उसके संकल्प 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। (क्रिस गन द्वारा फोटो):

8. हमारे देश में ही नहीं शुरुआती अनुमान से सब कुछ महंगा हो जाता है। इस प्रकार, जेम्स वेब टेलीस्कोप की लागत प्रारंभिक गणना से कम से कम 4 गुना अधिक हो गई। यह योजना बनाई गई थी कि टेलीस्कोप की लागत 1.6 बिलियन डॉलर होगी और इसे 2011 में लॉन्च किया जाएगा, लेकिन नए अनुमानों के अनुसार, लागत 6.8 बिलियन डॉलर हो सकती है, जिसका लॉन्च 2018 से पहले नहीं होगा। (क्रिस गन द्वारा फोटो):

9. यह एक निकट अवरक्त स्पेक्ट्रोग्राफ है। यह स्रोतों के स्पेक्ट्रम का विश्लेषण करेगा, जो अध्ययन के तहत वस्तुओं के भौतिक गुणों (उदाहरण के लिए, तापमान और द्रव्यमान) और उनकी रासायनिक संरचना दोनों के बारे में जानकारी प्राप्त करने की अनुमति देगा। (क्रिस गन द्वारा फोटो):

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। "जेम्स वेब" के लिए धन्यवाद, एक्सोप्लैनेटोलॉजी में एक वास्तविक सफलता की उम्मीद है - दूरबीन की क्षमता न केवल एक्सोप्लैनेट का पता लगाने के लिए पर्याप्त होगी, बल्कि इन ग्रहों के उपग्रहों और वर्णक्रमीय रेखाओं को भी।

11. चेंबर में इंजीनियर टेस्ट कर रहे हैं। टेलीस्कोप लिफ्टिंग सिस्टम, 9 सितंबर, 2014। (क्रिस गन द्वारा फोटो):

12. दर्पणों का शोध, 29 सितंबर, 2014। खंडों के हेक्सागोनल आकार को संयोग से नहीं चुना गया था। इसमें एक उच्च भरण कारक और छठे क्रम की समरूपता है। एक उच्च भरण कारक का अर्थ है कि खंड बिना अंतराल के एक साथ फिट होते हैं। समरूपता के लिए धन्यवाद, 18 दर्पण खंडों को तीन समूहों में विभाजित किया जा सकता है, जिनमें से प्रत्येक खंड सेटिंग्स समान हैं। अंत में, यह वांछनीय है कि डिटेक्टरों पर प्रकाश को यथासंभव कॉम्पैक्ट रूप से केंद्रित करने के लिए दर्पण का आकार गोलाकार के करीब हो। एक अंडाकार दर्पण, उदाहरण के लिए, एक लम्बी छवि देगा, जबकि एक वर्ग एक मध्य क्षेत्र से बहुत अधिक प्रकाश भेजेगा। (क्रिस गन द्वारा फोटो):

13. कार्बन डाइऑक्साइड सूखी बर्फ से दर्पण की सफाई करना। यहां कोई लत्ता से रगड़ता नहीं है। (क्रिस गन द्वारा फोटो):

14. चैंबर ए एक विशाल वैक्यूम परीक्षण कक्ष है जो जेम्स वेब टेलीस्कोप के परीक्षण के दौरान बाहरी अंतरिक्ष का अनुकरण करेगा, 20 मई, 2015। (क्रिस गन द्वारा फोटो):

17. दर्पण के 18 षट्कोणीय खंडों में से प्रत्येक का आकार किनारे से किनारे तक 1.32 मीटर है। (क्रिस गन द्वारा फोटो):

18. प्रत्येक खंड में स्वयं दर्पण का द्रव्यमान 20 किग्रा है, और एक संयोजन के रूप में पूरे खंड का द्रव्यमान 40 किग्रा है। (क्रिस गन द्वारा फोटो):

19. जेम्स वेब टेलीस्कोप के 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 के 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। (क्रिस गन द्वारा फोटो):

20. फिर प्रत्येक दर्पण की सतह परिकलित दर्पण के करीब आकार देने के लिए जमीन 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। (क्रिस गन द्वारा फोटो):

21. खंड के प्रसंस्करण के पूरा होने पर, दर्पण के सामने 0.6-29 माइक्रोन की सीमा में अवरक्त विकिरण के बेहतर प्रतिबिंब के लिए सोने की एक पतली परत के साथ कवर किया जाता है, और तैयार खंड को क्रायोजेनिक तापमान पर पुन: परीक्षण किया जाता है। (क्रिस गन द्वारा फोटो):

22. नवंबर 2016 में टेलीस्कोप पर काम करें। (क्रिस गन द्वारा फोटो):

23. नासा ने 2016 में जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप की असेंबली पूरी की और इसका परीक्षण शुरू किया। यह 5 मार्च 2017 की तस्वीर है। लंबे समय तक एक्सपोज़र में, वाहन भूतों की तरह दिखते हैं। (क्रिस गन द्वारा फोटो):

26. 14वें फोटो से उसी कक्ष ए का दरवाजा, जिसमें बाहरी स्थान की मॉडलिंग की जा रही है। (क्रिस गन द्वारा फोटो):

28. 2019 के वसंत में एरियन 5 रॉकेट पर टेलीस्कोप लॉन्च करने के लिए वर्तमान योजनाएं कॉल करती हैं। यह पूछे जाने पर कि वैज्ञानिक नई दूरबीन से क्या सीखने की उम्मीद करते हैं, प्रमुख वैज्ञानिक जॉन माथर ने कहा: "उम्मीद है कि हम कुछ ऐसा पाएंगे जिसके बारे में कोई नहीं जानता।" यूपीडी. जेम्स वेब टेलीस्कोप की लॉन्चिंग को 2020 तक के लिए टाल दिया गया है।(क्रिस गुन द्वारा फोटो)।

एपर्चर के प्रत्येक अतिरिक्त सेंटीमीटर के साथ, अवलोकन समय के प्रत्येक अतिरिक्त सेकंड और वायुमंडलीय शोर के प्रत्येक अतिरिक्त परमाणु को दूरबीन के देखने के क्षेत्र से हटा दिया जाता है, ब्रह्मांड बेहतर, गहरा और स्पष्ट होगा।

हबल के 25 वर्ष

1990 में जब हबल टेलिस्कोप चालू हुआ, तो इसने खगोल विज्ञान - अंतरिक्ष में एक नए युग की शुरुआत की। अब वातावरण के साथ कोई लड़ाई नहीं थी, बादलों या विद्युत चुम्बकीय झिलमिलाहट के बारे में अधिक चिंता नहीं थी। केवल उपग्रह को लक्ष्य पर तैनात करने, उसे स्थिर करने और फोटॉन एकत्र करने की आवश्यकता थी। 25 वर्षों के भीतर, अंतरिक्ष दूरबीनों ने पूरे विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम को कवर करना शुरू कर दिया, जिससे पहली बार ब्रह्मांड को प्रकाश की हर तरंग दैर्ध्य पर देखने की अनुमति मिली।

लेकिन जैसे-जैसे हमारा ज्ञान बढ़ता गया, वैसे-वैसे अज्ञात के बारे में हमारी समझ बढ़ती गई। जितना दूर हम ब्रह्मांड में देखते हैं, उतना ही गहरा अतीत हम देखते हैं: बिग बैंग के बाद से सीमित समय, प्रकाश की सीमित गति के साथ मिलकर, हम जो देख सकते हैं उसे एक सीमा प्रदान करते हैं। इसके अलावा, अंतरिक्ष का विस्तार स्वयं हमारे खिलाफ काम करता है, सितारों को खींचता है क्योंकि यह ब्रह्मांड के माध्यम से हमारी आंखों तक जाता है। यहां तक ​​​​कि हबल स्पेस टेलीस्कोप, जो हमें ब्रह्मांड की अब तक की सबसे गहरी, सबसे लुभावनी छवि देता है, इस संबंध में सीमित है।

हबल के नुकसान

हबल एक अद्भुत दूरबीन है, लेकिन इसकी कई मूलभूत सीमाएँ हैं:

• व्यास में केवल 2.4 मीटर, जो इसे सीमित करता है
• परावर्तक सामग्री से ढके होने के बावजूद, यह लगातार सीधे सूर्य के प्रकाश के संपर्क में रहता है, जो इसे गर्म करता है। इसका मतलब है कि थर्मल प्रभाव के कारण, यह 1.6 माइक्रोन से अधिक प्रकाश तरंग दैर्ध्य का निरीक्षण नहीं कर सकता है।
• सीमित एपर्चर और तरंग दैर्ध्य के संयोजन से यह संवेदनशील है कि दूरबीन केवल 500 मिलियन वर्ष से अधिक पुरानी आकाशगंगाओं को देख सकती है।

ये आकाशगंगाएँ सुंदर, दूर और अस्तित्व में हैं जब ब्रह्मांड अपनी वर्तमान आयु का केवल 4% था। लेकिन यह ज्ञात है कि तारे और आकाशगंगाएँ पहले भी मौजूद थीं।

देखने के लिए उच्च संवेदनशीलता होनी चाहिए। इसका मतलब है हबल की तुलना में लंबी तरंग दैर्ध्य और कम तापमान की ओर बढ़ना। इसीलिए जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप बनाया जा रहा है।

विज्ञान के लिए संभावनाएं

जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप (JWST) को इन सीमाओं को ठीक करने के लिए डिज़ाइन किया गया है: 6.5 मीटर के व्यास के साथ, टेलीस्कोप हबल की तुलना में 7 गुना अधिक प्रकाश एकत्र करता है। यह उच्च-रिज़ॉल्यूशन अल्ट्रा-स्पेक्ट्रोस्कोपी की संभावना को 600 एनएम से 6 माइक्रोन (हबल द्वारा देखे जाने वाले तरंग दैर्ध्य का 4 गुना) तक खोलता है, मध्य-अवरक्त क्षेत्र में पहले से कहीं अधिक संवेदनशीलता के साथ अवलोकन करने के लिए। JWST प्लूटो की सतह के तापमान के लिए निष्क्रिय शीतलन का उपयोग करता है और मध्य-अवरक्त उपकरणों को सक्रिय रूप से 7 K तक ठंडा करने में सक्षम है। जेम्स वेब टेलीस्कोप विज्ञान को इस तरह से सक्षम करेगा जो पहले कभी नहीं किया गया था।

यह अनुमति देगा:

• अब तक बनी सबसे पुरानी आकाशगंगाओं का अवलोकन करें;
• तटस्थ गैस के माध्यम से देखें और ब्रह्मांड के पहले सितारों और पुन: आयनीकरण की जांच करें;
• बिग बैंग के बाद बने पहले सितारों (जनसंख्या III) का स्पेक्ट्रोस्कोपिक विश्लेषण करना;
• ब्रह्मांड में सबसे पुराने और क्वासर की खोज जैसे आश्चर्यजनक आश्चर्य प्राप्त करें।

JWST में वैज्ञानिक अनुसंधान का स्तर अतीत में किसी भी चीज़ के विपरीत नहीं है, यही वजह है कि दूरबीन को नासा के 2010 के प्रमुख मिशन के रूप में चुना गया था।

वैज्ञानिक कृति

तकनीकी दृष्टिकोण से, नया जेम्स वेब टेलीस्कोप कला का एक सच्चा काम है। परियोजना ने एक लंबा सफर तय किया है: बजट की अधिकता, समय-सारणी में देरी, और परियोजना के रद्द होने का खतरा है। नए नेतृत्व के हस्तक्षेप के बाद सब कुछ बदल गया। परियोजना ने अचानक घड़ी की कल की तरह काम किया, धन आवंटित किया गया, त्रुटियों, विफलताओं और समस्याओं को ध्यान में रखा गया, और JWST टीम ने सभी समय सीमा, शेड्यूल और बजट को पूरा करना शुरू कर दिया। डिवाइस का प्रक्षेपण एरियन -5 रॉकेट पर अक्टूबर 2018 के लिए निर्धारित है। न केवल टीम शेड्यूल पर टिकी रहती है, उनके पास सभी आकस्मिकताओं के लिए नौ महीने का समय बचा है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि सब कुछ एक साथ रखा गया है और उस तारीख के लिए तैयार है।

जेम्स वेब टेलिस्कोप में 4 मुख्य भाग होते हैं।

ऑप्टिकल ब्लॉक

सभी दर्पण शामिल हैं, जिनमें से अठारह प्राथमिक खंडों वाले सोने के सोने के दर्पण सबसे प्रभावी हैं। उनका उपयोग दूर की तारों को इकट्ठा करने और विश्लेषण के लिए उपकरणों पर केंद्रित करने के लिए किया जाएगा। ये सभी शीशे अब तैयार और बेदाग हैं, सही समय पर बनाए गए हैं। एक बार इकट्ठे हो जाने पर, उन्हें एक कॉम्पैक्ट संरचना में जोड़ दिया जाएगा, जिसे पृथ्वी से L2 लैग्रेंज बिंदु तक 1 मिलियन किमी से अधिक लॉन्च किया जाएगा, और फिर स्वचालित रूप से एक छत्ते की संरचना बनाने के लिए तैनात किया जाएगा जो आने वाले वर्षों के लिए अल्ट्रा-लॉन्ग-रेंज लाइट एकत्र करेगा। यह वास्तव में एक सुंदर चीज है और कई विशेषज्ञों के टाइटैनिक प्रयासों का सफल परिणाम है।

इन्फ्रारेड कैमरा के पास

वेब चार वैज्ञानिक उपकरणों से लैस है जो 100% पूर्ण हैं। दूरबीन का मुख्य कैमरा एक निकट-आईआर कैमरा है, जो दृश्यमान नारंगी प्रकाश से लेकर गहरे अवरक्त तक होता है। यह शुरुआती सितारों की अभूतपूर्व छवियां प्रदान करेगा, सबसे छोटी आकाशगंगाएं जो अभी भी गठन की प्रक्रिया में हैं, मिल्की वे के युवा सितारे और आसपास की आकाशगंगाएं, कुइपर बेल्ट में सैकड़ों नई वस्तुएं। यह अन्य सितारों के आसपास के ग्रहों की प्रत्यक्ष इमेजिंग के लिए अनुकूलित है। अधिकांश पर्यवेक्षकों द्वारा उपयोग किया जाने वाला यह मुख्य कैमरा होगा।

अवरक्त स्पेक्ट्रोग्राफ के पास

यह उपकरण न केवल प्रकाश को अलग-अलग तरंग दैर्ध्य में अलग करता है, बल्कि एक ही समय में 100 से अधिक अलग-अलग वस्तुओं के लिए ऐसा करने में सक्षम है! यह उपकरण एक सार्वभौमिक वेबबा स्पेक्ट्रोग्राफ होगा जो स्पेक्ट्रोस्कोपी के 3 अलग-अलग तरीकों में काम करने में सक्षम होगा। इसे बनाया गया था लेकिन स्पेस फ्लाइट सेंटर द्वारा डिटेक्टर और मल्टी-गेट बैटरी सहित कई घटक प्रदान किए गए थे। गोडार्ड (नासा)। इस उपकरण का परीक्षण किया गया है और स्थापना के लिए तैयार है।

मध्य अवरक्त उपकरण

उपकरण का उपयोग ब्रॉडबैंड इमेजिंग के लिए किया जाएगा, जिसका अर्थ है कि यह सभी वेब उपकरणों से सबसे प्रभावशाली छवियों का उत्पादन करेगा। वैज्ञानिक दृष्टिकोण से, यह युवा सितारों के चारों ओर प्रोटोप्लेनेटरी डिस्क को मापने, कुइपर बेल्ट ऑब्जेक्ट्स को मापने और इमेजिंग करने और अभूतपूर्व सटीकता के साथ स्टारलाइट द्वारा गर्म की गई धूल को मापने में सबसे उपयोगी होगा। यह क्रायोजेनिक रूप से 7 K तक ठंडा होने वाला एकमात्र उपकरण होगा। स्पिट्जर स्पेस टेलीस्कोप की तुलना में, यह 100 के कारक से परिणामों में सुधार करेगा।

नियर-आईआर स्लिटलेस स्पेक्ट्रोग्राफ (NIRISS)

डिवाइस आपको इसकी अनुमति देगा:

• तरंग दैर्ध्य के निकट अवरक्त क्षेत्र में चौड़े कोण स्पेक्ट्रोस्कोपी (1.0-2.5 µm);
• दृश्यमान और अवरक्त रेंज (0.6-3.0 µm) में एक वस्तु की ग्रिस्म स्पेक्ट्रोस्कोपी;
• 3.8-4.8 µm के तरंग दैर्ध्य पर एपर्चर-मास्किंग इंटरफेरोमेट्री (जहां पहले सितारों और आकाशगंगाओं की उम्मीद है);
• देखने के पूरे क्षेत्र की व्यापक रेंज की शूटिंग।

यह उपकरण कनाडाई अंतरिक्ष एजेंसी द्वारा बनाया गया था। क्रायोजेनिक परीक्षण से गुजरने के बाद, यह दूरबीन के उपकरण डिब्बे में एकीकरण के लिए भी तैयार हो जाएगा।

सूर्य संरक्षण उपकरण

अंतरिक्ष दूरबीन अभी तक उनसे सुसज्जित नहीं हैं। प्रत्येक लॉन्च के सबसे डराने वाले पहलुओं में से एक पूरी तरह से नई सामग्री का उपयोग है। एक बार के उपभोज्य शीतलक के साथ पूरे अंतरिक्ष यान को सक्रिय रूप से ठंडा करने के बजाय, जेम्स वेब टेलीस्कोप एक नई तकनीक का उपयोग करता है, एक 5-लेयर सनशील्ड जिसे टेलीस्कोप से सौर विकिरण को प्रतिबिंबित करने के लिए तैनात किया जाएगा। पांच 25-मीटर शीट को टाइटेनियम की छड़ों से जोड़ा जाएगा और दूरबीन लगाने के बाद स्थापित किया जाएगा। 2008 और 2009 में सुरक्षा का परीक्षण किया गया था। प्रयोगशाला परीक्षणों में भाग लेने वाले पूर्ण पैमाने के मॉडल ने वह सब कुछ किया जो उन्हें यहां पृथ्वी पर करना था। यह एक सुंदर नवाचार है।

यह भी एक अविश्वसनीय अवधारणा है: न केवल सूर्य से प्रकाश को अवरुद्ध करने और दूरबीन को छाया में रखने के लिए, बल्कि इसे इस तरह से करने के लिए कि सभी गर्मी दूरबीन के अभिविन्यास की विपरीत दिशा में विकीर्ण हो। अंतरिक्ष के निर्वात में पांच परतों में से प्रत्येक ठंडी हो जाएगी क्योंकि यह बाहरी से दूर जाती है, जो पृथ्वी की सतह के तापमान से थोड़ी गर्म होगी - लगभग 350-360 K। अंतिम परत का तापमान 37 तक गिरना चाहिए -40 K, जो प्लूटो की सतह पर रात की तुलना में अधिक ठंडा होता है।

इसके अलावा, गहरे अंतरिक्ष के कठोर वातावरण से बचाने के लिए महत्वपूर्ण सावधानियां बरती गई हैं। यहां चिंता करने वाली चीजों में से एक है छोटे कंकड़ के आकार के कंकड़, रेत के दाने, धूल के कण और यहां तक ​​​​कि छोटे जो दसियों या सैकड़ों हजारों किलोमीटर प्रति घंटे की गति से इंटरप्लेनेटरी स्पेस से उड़ते हैं। ये सूक्ष्म उल्कापिंड अपने सामने आने वाली हर चीज में छोटे, सूक्ष्म छेद बनाने में सक्षम हैं: अंतरिक्ष यान, अंतरिक्ष यात्री सूट, दूरबीन दर्पण, और बहुत कुछ। यदि दर्पणों को केवल डेंट या छेद मिलते हैं, जो उपलब्ध "अच्छी रोशनी" की मात्रा को थोड़ा कम कर देता है, तो सौर ढाल किनारे से किनारे तक फट सकती है, जिससे पूरी परत बेकार हो जाती है। इस घटना का मुकाबला करने के लिए एक शानदार विचार का इस्तेमाल किया गया था।

पूरे सोलर शील्ड को इस तरह से वर्गों में विभाजित किया गया था कि अगर उनमें से एक, दो या तीन में एक छोटा सा आंसू था, तो परत आगे नहीं फटेगी, जैसे कार की विंडशील्ड में दरार। विभाजन पूरे ढांचे को अक्षुण्ण रखेगा, जो क्षरण को रोकने के लिए महत्वपूर्ण है।

अंतरिक्ष यान: संयोजन और नियंत्रण प्रणाली

यह सबसे आम घटक है, जैसा कि सभी अंतरिक्ष दूरबीनों और वैज्ञानिक मिशनों में होता है। JWST में, यह अद्वितीय है, लेकिन पूरी तरह से तैयार भी है। परियोजना के सामान्य ठेकेदार, नॉर्थ्रॉप ग्रुम्मन के लिए जो कुछ बचा था, वह था ढाल को पूरा करना, दूरबीन को इकट्ठा करना और उसका परीक्षण करना। डिवाइस 2 साल में लॉन्च के लिए तैयार हो जाएगा।

खोजों के 10 साल

अगर सब कुछ सही रहा, तो मानवता महान वैज्ञानिक खोजों की दहलीज पर होगी। तटस्थ गैस का पर्दा, जिसने अब तक शुरुआती सितारों और आकाशगंगाओं के दृश्य को अस्पष्ट किया है, वेब की अवरक्त क्षमताओं और इसकी विशाल चमक से समाप्त हो जाएगा। यह अब तक का सबसे बड़ा, सबसे संवेदनशील टेलीस्कोप होगा, जिसमें 0.6 से 28 माइक्रोन की विशाल तरंग दैर्ध्य रेंज होगी (मानव आंख 0.4 से 0.7 माइक्रोन देखती है)। यह एक दशक के अवलोकन प्रदान करने की उम्मीद है।

नासा के मुताबिक, वेब मिशन 5.5 से 10 साल तक चलेगा। यह अंतरिक्ष के कठोर वातावरण में कक्षा और इलेक्ट्रॉनिक्स और उपकरणों के जीवनकाल को बनाए रखने के लिए आवश्यक प्रणोदक की मात्रा तक सीमित है। जेम्स वेब ऑर्बिटल टेलीस्कोप पूरे 10 साल की अवधि के लिए ईंधन की आपूर्ति करेगा, और लॉन्च के 6 महीने बाद, उड़ान समर्थन परीक्षण किया जाएगा, जो 5 साल के वैज्ञानिक कार्य की गारंटी देता है।

क्या गलत हो सकता हैं?

मुख्य सीमित कारक बोर्ड पर ईंधन की मात्रा है। जब यह समाप्त हो जाता है, तो उपग्रह L2 से दूर चला जाएगा, पृथ्वी के तत्काल आसपास के क्षेत्र में एक अराजक कक्षा में प्रवेश करेगा।

इसके अलावा, अन्य परेशानियां हो सकती हैं:

• दर्पणों का अवक्रमण, जो एकत्रित प्रकाश की मात्रा को प्रभावित करेगा और छवि कलाकृतियों का निर्माण करेगा, लेकिन दूरबीन के आगे के संचालन को नुकसान नहीं पहुंचाएगा;
• सौर स्क्रीन के किसी हिस्से या सभी की विफलता, जो अंतरिक्ष यान के तापमान को बढ़ाएगी और प्रयोग करने योग्य तरंग दैर्ध्य सीमा को बहुत निकट अवरक्त क्षेत्र (2-3 माइक्रोन) तक सीमित कर देगी;
• मध्य-आईआर उपकरण की शीतलन प्रणाली को नुकसान, इसे अनुपयोगी प्रदान करना लेकिन अन्य उपकरणों (0.6 से 6 माइक्रोन) को प्रभावित नहीं करना।

जेम्स वेब टेलिस्कोप की प्रतीक्षा में सबसे कठिन परीक्षण किसी दिए गए कक्षा में प्रक्षेपण और सम्मिलन है। इन स्थितियों का परीक्षण किया गया और सफलतापूर्वक पारित किया गया।

विज्ञान में क्रांति

यदि वेब टेलीस्कोप चालू हो जाता है, तो 2018 से 2028 तक इसे चलाने के लिए पर्याप्त ईंधन होगा। इसके अलावा, ईंधन भरने की क्षमता है, जो दूरबीन के जीवनकाल को एक और दशक तक बढ़ा सकती है। जिस तरह हबल 25 वर्षों से परिचालन में है, उसी तरह JWST क्रांतिकारी विज्ञान की एक पीढ़ी प्रदान कर सकता है। अक्टूबर 2018 में, एरियन 5 लॉन्च वाहन खगोल विज्ञान के भविष्य की कक्षा में लॉन्च होगा, जो 10 साल से अधिक की कड़ी मेहनत के बाद फल देने के लिए तैयार है। अंतरिक्ष दूरबीनों का भविष्य लगभग यहाँ 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 बनाने 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 21 x 14 मीटर के टेनिस कोर्ट के आकार में तुलनीय 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 की 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 भेजा 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 आवश्यक 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?

हां। वास्तव में, हमारे पास अभी भी बहुत खाली समय है। हमें शुरू में पता था 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 कर दिया, और अब ओटीआईएसएस कैलिफोर्निया जाएगा, रेडेंडो बीच पर स्पेस पार्क में, 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 तत्वों को ढाल से जोड़ दिया जाता है, 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 2019 की शुरुआत में फ्रेंच गुयाना के 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 योजनाबद्ध 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 मोहित 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 उलासोविच

जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप। क्रेडिट और कॉपीराइट: नासा।

जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप (JWST) अभी अपने मिशन पर नहीं है, और इसके चमकीले सोने के दर्पण ने पहले ही पंथ का दर्जा हासिल कर लिया है। यह खंडित दर्पण एक कीट की आंख जैसा दिखता है, और भविष्य में, जब "आंख" लैग्रेंज बिंदु (L2) पर अपना काम शुरू करती है, तो यह मानवता को हमारे ब्रह्मांड के बारे में सबसे विस्तृत डेटा प्रदान करेगी। दूरबीन का दर्पण पहले ही इकट्ठा हो चुका है और गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटर के एक साफ कमरे में है, जिससे हमें इस बात की झलक मिलती है कि जब यह अपना मिशन शुरू करेगा तो टेलीस्कोप कैसा दिखेगा।

यहां तक ​​कि अगर आप JWST के बारे में कुछ भी नहीं जानते हैं, यह क्या करता है, या यह क्या करता है, तो आप इसे देखकर ही प्रभावित होंगे। जाहिर है, यह एक उच्च तकनीक और अपनी तरह का एक अनूठा उपकरण है। वास्तव में, इसे कला के एक टुकड़े के रूप में भी लिया जा सकता है। दुर्भाग्य से, मैंने आधुनिक कला की कम आकर्षक कृतियों को देखा है, है ना?

बेशक, आप में से बहुत से लोग इस तथ्य से अवगत हैं कि JWST अपने पूर्ववर्ती हबल स्पेस टेलीस्कोप से बेहतर प्रदर्शन करेगा। और यह काफी समझ में आता है, इस तथ्य को देखते हुए कि हबल को दूर 1990 के अप्रैल में लॉन्च किया गया था। लेकिन वास्तव में JWST हबल से कैसे आगे निकल सकता है, और इसके मुख्य लक्ष्य क्या हैं?

JWST मिशन के मुख्य कार्यों को चार क्षेत्रों में विभाजित किया जा सकता है:

1. इन्फ्रारेड अवलोकन जिनकी तुलना टाइम मशीन से की जा सकती है। वे हमें 13 अरब साल पहले ब्रह्मांड में बनने वाले पहले सितारों और आकाशगंगाओं को देखने की अनुमति देते हैं;
2. उज्ज्वल सर्पिल और अण्डाकार आकाशगंगाओं का तुलनात्मक अध्ययन, साथ ही कमजोर प्रारंभिक आकाशगंगाओं;
3. बाहरी अंतरिक्ष की ध्वनि, जो हमें सितारों और ग्रहों के गठन का अध्ययन करने के लिए गैस और धूल के बादलों को देखने की अनुमति देती है;
4. एक्सोप्लैनेट और उनके वायुमंडल का अध्ययन, साथ ही वहां बायोमार्कर की खोज।

यानी, यह काफी प्रभावशाली सूची है, यहां तक ​​कि ऐसे युग में जहां लोग तकनीकी और वैज्ञानिक प्रगति को हल्के में लेते हैं। लेकिन इन नियोजित लक्ष्यों के साथ, निस्संदेह कुछ आश्चर्य होगा। यह अनुमान लगाना कि यह करना एक बेवकूफी भरा काम हो सकता है, लेकिन फिर भी इसे करने की कोशिश करते हैं।

हम मानते हैं कि पृथ्वी पर जैवजनन की प्रक्रिया बहुत जल्दी हुई, लेकिन, दुर्भाग्य से, हमारे पास तुलना करने के लिए कुछ भी नहीं है। क्या हम दूर के एक्सोप्लैनेट और उनके वायुमंडल के अध्ययन में समानताएं पाएंगे, क्या हम जीवन के उद्भव के लिए आवश्यक शर्तों पर प्रकाश डालेंगे? यह अविश्वसनीय लगता है, लेकिन कौन जानता है।

हमें यकीन है कि ब्रह्मांड का विस्तार हो रहा है, और इसके लिए बहुत मजबूत सबूत हैं। क्या हम इस प्रक्रिया के बारे में कुछ नया सीखेंगे? या क्या हमें कुछ ऐसा मिलेगा जो डार्क मैटर या डार्क एनर्जी, और प्रारंभिक ब्रह्मांड के जीवन में उनकी भूमिका पर प्रकाश डालेगा?

जेडब्ल्यूएसटी। क्रेडिट और कॉपीराइट: नासा।

बेशक, रोमांचक होने के लिए हर चीज का अद्भुत होना जरूरी नहीं है। वर्तमान सिद्धांतों का समर्थन करने वाले साक्ष्य खोजना भी पेचीदा है। और "जेम्स वेब" को हमें यह प्रमाण अवश्य देना चाहिए।

इसमें कोई शक नहीं कि JWST हबल टेलिस्कोप से आगे निकल जाएगा। लेकिन लोगों की एक या दो पीढ़ियों के लिए, हबल हमेशा एक विशेष स्थान रखता है। उन्होंने अपने प्रसिद्ध डीप फील्ड मिशन पर नीहारिकाओं, आकाशगंगाओं और अन्य वस्तुओं की अपनी लुभावनी छवियों और निश्चित रूप से अपने वैज्ञानिक अनुसंधान के साथ हम में से कई लोगों को आश्चर्यचकित और चकित कर दिया। हबल शायद सेलिब्रिटी का दर्जा हासिल करने वाला पहला टेलीस्कोप है।

"जेम्स वेब" को शायद कभी भी वह विशेष दर्जा प्राप्त नहीं होगा जिसे "हबल" ने हासिल किया था। यह कुछ इस तरह है: "केवल एक बीटल्स हो सकता है" या "अपनी तरह का एकमात्र।" लेकिन JWST एक अधिक शक्तिशाली उपकरण होगा, और हबल के लिए जो उपलब्ध नहीं था, उसके बारे में हमें बहुत कुछ बताएगा।

यदि सब कुछ योजना के अनुसार होता है, तो JWST पूरी मानवता के लिए एक बड़ी तकनीकी उपलब्धि होगी। गैस और धूल के बादलों के माध्यम से देखने की इसकी क्षमता, या हमें ब्रह्मांड के शुरुआती दिनों को दिखाने के लिए समय में पीछे मुड़कर देखने की क्षमता, इसे एक शक्तिशाली वैज्ञानिक उपकरण बना देगी।

मुख्य ठेकेदार नॉर्थ्रॉप ग्रुम्मन
बॉल एयरोस्पेस वेव रेंज 0.6-28 µm (दृश्यमान और अवरक्त भागों) जगह सूर्य-पृथ्वी प्रणाली का लैग्रेंज बिंदु L 2 (पृथ्वी से सूर्य के विपरीत दिशा में 1.5 मिलियन किमी) कक्षा प्रकार हेलो ऑर्बिट प्रारंभ तिथि 30 मार्च, 2021 लॉन्च साइट कुरु कक्षा लांचर एरियन-5 या एरियन-6 अवधि 5-10 साल डोरबिट तिथि लगभग 2024 वज़न 6.2 टन दूरबीन प्रकार कोर्श परावर्तक दूरबीन व्यास लगभग 6.5 वर्ग मीटर सभा क्षेत्र
सतह लगभग 25 वर्ग मीटर फोकल लम्बाई 131.4 वर्ग मीटर वैज्ञानिक उपकरण

• मिरी

मध्य अवरक्त उपकरण

• निरकैम

अवरक्त कैमरे के पास

• एनआईआरएसपीसी

अवरक्त स्पेक्ट्रोग्राफ के पास

• FGS/NIRISS

नियर इंफ्रारेड इमेजर और स्लिटलेस स्पेक्ट्रोग्राफ के साथ फाइन पॉइंटिंग सेंसर वेबसाइट www.jwst.nasa.gov विकिमीडिया कॉमन्स पर मीडिया फ़ाइलें

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 टेलिस्कोप को 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

नियोजित लॉन्च तिथि और बजट बदलना

साल	की योजना बनाई प्रारंभ तिथि	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 के 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।

खंड के प्रसंस्करण के पूरा होने पर, 0.6-29 माइक्रोन की सीमा में अवरक्त विकिरण के बेहतर प्रतिबिंब के लिए दर्पण के सामने सोने की एक पतली परत के साथ कवर 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 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 करना:

• 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।

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फुटनोट

1. 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...
2. आगे की देरी के साथ, वेब टेलीस्कोप को अपने रॉकेट के सेवानिवृत्त होने का खतरा है | एआरएस टेक्निका
3. https://www.ama-science.org/proceedings/details/368
4. 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।
5. जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप के लिए चयनित लक्ष्यों में बर्फीले चंद्रमा, गैलेक्सी क्लस्टर और दूरस्थ दुनिया (अनिश्चित) (15 जून, 2017)।
6. https://nplus1.ru/news/2017/06/16/webb-telescope (अनिश्चित) (16 जून, 2017)।
7. वेब साइंस: द एंड ऑफ द डार्क एज: फर्स्ट लाइट एंड रीआयनाइजेशन (अनिश्चित) . नासा। 18 मार्च 2013 को लिया गया। 21 मार्च 2013 को मूल से संग्रहीत।
8. एक चुटकी अनंत (अनिश्चित) (25 मार्च, 2013)। मूल से 4 अप्रैल 2013 को संग्रहीत।
9. केप्लर ने पृथ्वी के दस नए संभावित जुड़वां खोजे हैं (अनिश्चित) (19 जून, 2017)।
10. नासा का वेब टेलीस्कोप हमारे सौर मंडल के "महासागर संसारों" का अध्ययन करेगा (अनिश्चित) (24 अगस्त, 2017)।
11. बेरार्देली, फिलो. अगली पीढ़ी का स्पेस टेलीस्कोप समय और स्थान की शुरुआत, सीबीएस (27 अक्टूबर, 1997) की ओर मुड़ेगा।
12. नेक्स्ट जेनरेशन स्पेस टेलीस्कोप (NGST) (अनिश्चित) . टोरंटो विश्वविद्यालय (27 नवंबर, 1998)।
13. रीचहार्ड्ट, टोनी।अमेरिकी खगोल विज्ञान: क्या अगली बड़ी चीज बहुत बड़ी है? (अंग्रेज़ी) // प्रकृति। - 2006. - मार्च (वॉल्यूम 440, नंबर 7081)। - पी। 140-143। - डीओआई:10.1038/440140a। - बिबकोड : 2006Natur.440..140आर.
14. एनजीएसटी के साथ कॉस्मिक रे रिजेक्शन (अनिश्चित) .
15. एनजीएसटी के लिए एमआईआरआई स्पेक्ट्रोमीटर (अनिश्चित) (अनुपलब्ध लिंक). मूल से 27 सितंबर, 2011 को संग्रहीत किया गया।
16. एनजीएसटी साप्ताहिक मिसाइल (अनिश्चित) (25 अप्रैल, 2002)।
17. नासा ने जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप अनुबंध को संशोधित किया (अनिश्चित) (नवंबर 12, 2003)।