ჯეიმს უების ტელესკოპი არის ორბიტაზე მოძრავი ინფრაწითელი ობსერვატორია, რომელიც ჩაანაცვლებს ცნობილ ჰაბლის კოსმოსურ ტელესკოპს.

ეს ძალიან რთული მექანიზმია. მასზე მუშაობა დაახლოებით 20 წელია მიმდინარეობს! ჯეიმს ვებს ექნება 6,5 მეტრი დიამეტრის კომპოზიტური სარკე და დაახლოებით 6,8 მილიარდი დოლარი დაჯდება. შედარებისთვის, ჰაბლის სარკის დიამეტრი "მხოლოდ" 2.4 მეტრია.

Ვნახავთ?

1. ჯეიმს უების ტელესკოპი უნდა განთავსდეს ჰალო ორბიტაზე მზე-დედამიწის სისტემის L2 ლაგრანგის წერტილში. და სივრცეში ცივა. აქ ნაჩვენებია 2012 წლის 30 მარტს ჩატარებული ტესტები კოსმოსის ცივ ტემპერატურებზე გამძლეობის შესასწავლად. (ფოტო კრის განნის | NASA):

2. „ჯეიმს ვებს“ ექნება 6,5 მეტრი დიამეტრის კომპოზიტური სარკე 25 მ² შეგროვების ზედაპირით. ბევრია თუ ცოტა? (ფოტო კრის განის):

3. შეადარე ჰაბლთან. აკრიფეთ "Habble" (მარცხნივ) და "Webb" (მარჯვნივ) იმავე მასშტაბით:

4. ჯეიმს უების კოსმოსური ტელესკოპის სრულმასშტაბიანი მოდელი ოსტინში, ტეხასი, 2013 წლის 8 მარტს. (ფოტო კრის განნის):

5. ტელესკოპის პროექტი არის 17 ქვეყნის საერთაშორისო თანამშრომლობა, რომელსაც ხელმძღვანელობს NASA, ევროპისა და კანადის კოსმოსური სააგენტოების მნიშვნელოვანი წვლილით. (ფოტო კრის განის):

6. თავდაპირველად, გაშვება იყო დაგეგმილი 2007 წელს, მოგვიანებით გადაიდო 2014 და 2015 წლებში. თუმცა, სარკის პირველი სეგმენტი ტელესკოპზე დამონტაჟდა მხოლოდ 2015 წლის ბოლოს, ხოლო მთავარი კომპოზიციური სარკე სრულად აწყობილი მხოლოდ 2016 წლის თებერვალში. (ფოტო კრის განნის):

7. ტელესკოპის მგრძნობელობა და მისი გამხსნელი ძალა პირდაპირ კავშირშია სარკის ფართობის ზომასთან, რომელიც აგროვებს შუქს ობიექტებიდან. მეცნიერებმა და ინჟინრებმა დაადგინეს, რომ პირველ სარკეს უნდა ჰქონდეს მინიმალური დიამეტრი 6,5 მეტრი, რათა გაზომოს შუქი ყველაზე შორეული გალაქტიკებიდან.

უბრალოდ ჰაბლის ტელესკოპის მსგავსი სარკის გაკეთება, მაგრამ უფრო დიდი, მიუღებელია, რადგან მისი მასა ძალიან დიდი იქნებოდა ტელესკოპის კოსმოსში გასაშვებად. მეცნიერთა და ინჟინრების გუნდს სჭირდებოდა გამოსავლის პოვნა, რათა ახალ სარკეს ჰაბლის ტელესკოპის სარკის მასის 1/10 ჰქონოდა ერთეულ ფართობზე. (ფოტო კრის განის):

8. არამარტო ჩვენთან ყველაფერი ძვირდება საწყისი შეფასებით. ამრიგად, ჯეიმს ვებბის ტელესკოპის ღირებულებამ საწყის გათვლებს მინიმუმ 4-ჯერ გადააჭარბა. იგეგმებოდა, რომ ტელესკოპი 1,6 მილიარდი დოლარი დაჯდებოდა და მისი გაშვება 2011 წელს იქნებოდა, მაგრამ ახალი შეფასებით, ღირებულება შეიძლება შეადგენდეს 6,8 მილიარდ დოლარს, გაშვება არა უადრეს 2018 წელს. (ფოტო კრის განის):

9. ეს არის ახლო ინფრაწითელი სპექტროგრაფი. ის გააანალიზებს წყაროების სპექტრს, რაც საშუალებას მოგცემთ მიიღოთ ინფორმაცია როგორც შესასწავლი ობიექტების ფიზიკური თვისებების შესახებ (მაგალითად, ტემპერატურა და მასა), ასევე მათი ქიმიური შემადგენლობის შესახებ. (ფოტო კრის განის):

ტელესკოპი საშუალებას მისცემს აღმოაჩინოს შედარებით ცივი ეგზოპლანეტები, რომელთა ზედაპირის ტემპერატურა 300 K-მდეა (რაც თითქმის უდრის დედამიწის ზედაპირის ტემპერატურას), რომლებიც მდებარეობს 12 AU-ზე შორს. ე. მათი ვარსკვლავებიდან და დედამიწიდან 15 სინათლის წლამდე მანძილზე. მზესთან ყველაზე ახლოს მდებარე ორ ათეულზე მეტი ვარსკვლავი მოხვდება დეტალური დაკვირვების ზონაში. "ჯეიმს უების" წყალობით ეგზოპლანეტოლოგიაში რეალური მიღწევაა მოსალოდნელი - ტელესკოპის შესაძლებლობები საკმარისი იქნება არა მხოლოდ თავად ეგზოპლანეტების, არამედ ამ პლანეტების თანამგზავრებისა და სპექტრული ხაზების აღმოსაჩენადაც კი.

11. ინჟინრები ტესტირებას ატარებენ პალატაში. ტელესკოპის ამწევი სისტემა, 9 სექტემბერი, 2014. (ფოტო კრის განნის):

12. სარკეების კვლევა, 2014 წლის 29 სექტემბერი. სეგმენტების ექვსკუთხა ფორმა შემთხვევით არ არის არჩეული. მას აქვს მაღალი შევსების ფაქტორი და მეექვსე რიგის სიმეტრია. შევსების მაღალი კოეფიციენტი ნიშნავს, რომ სეგმენტები ერთმანეთთან ჯდება ხარვეზების გარეშე. სიმეტრიის გამო, 18 სარკის სეგმენტი შეიძლება დაიყოს სამ ჯგუფად, რომელთაგან თითოეულში სეგმენტის პარამეტრები იდენტურია. და ბოლოს, სასურველია სარკეს ჰქონდეს ფორმა წრიულთან ახლოს, რათა მაქსიმალურად კომპაქტურად მოხდეს დეტექტორებზე შუქის ფოკუსირება. მაგალითად, ოვალური სარკე მისცემს წაგრძელებულ გამოსახულებას, ხოლო კვადრატული სარკე გამოსცემს უამრავ შუქს ცენტრალური უბნიდან. (ფოტო კრის განის):

13. სარკის გაწმენდა ნახშირორჟანგის მშრალი ყინულით. აქ არავინ იხეხება ნაწიბურებით. (ფოტო კრის განის):

14. კამერა A არის გიგანტური ვაკუუმური სატესტო კამერა, რომელიც სიმულაციას უკეთებს გარე სივრცეს ჯეიმს ვებბის ტელესკოპის ტესტირების დროს, 2015 წლის 20 მაისი. (ფოტო კრის განნის):

17. სარკის 18 ექვსკუთხა სეგმენტიდან თითოეულის ზომა კიდედან კიდემდე 1,32 მეტრია. (ფოტო კრის განის):

18. თვით სარკის მასა თითოეულ სეგმენტში არის 20 კგ, ხოლო მთლიანი სეგმენტის მასა შეკრების სახით არის 40 კგ. (ფოტო კრის განის):

19. ჯეიმს უების ტელესკოპის სარკესთვის გამოიყენება ბერილიუმის სპეციალური სახეობა. ეს არის წვრილი ფხვნილი. ფხვნილი მოთავსებულია უჟანგავი ფოლადის კონტეინერში და დაჭერით ბრტყელ ფორმაში. ფოლადის კონტეინერის ამოღების შემდეგ, ბერილიუმის ნაჭერი იჭრება შუაზე, რათა შეიქმნას ორი სარკის ბლანკი დაახლოებით 1,3 მეტრის სიგანეზე. თითოეული სარკის ბლანკი გამოიყენება ერთი სეგმენტის შესაქმნელად. (ფოტო კრის განის):

20. შემდეგ ყოველი სარკის ზედაპირი დაფქვა, რათა გამოთვლილთან მიახლოებული ფორმა მისცეს. ამის შემდეგ სარკე საგულდაგულოდ არის გათლილი და გაპრიალებული. ეს პროცესი მეორდება მანამ, სანამ სარკის სეგმენტის ფორმა იდეალურთან ახლოს იქნება. შემდეგ სეგმენტი გაცივდება −240 °C ტემპერატურამდე და სეგმენტის ზომები იზომება ლაზერული ინტერფერომეტრის გამოყენებით. შემდეგ სარკე, მიღებული ინფორმაციის გათვალისწინებით, გადის საბოლოო გაპრიალებას. (ფოტო კრის განის):

21. სეგმენტის დამუშავების დასრულების შემდეგ სარკის წინა მხარე იფარება ოქროს თხელი ფენით ინფრაწითელი გამოსხივების უკეთ ასახვის მიზნით 0,6-29 მიკრონი დიაპაზონში და დასრულებული სეგმენტი ხელახლა ტესტირება ხდება კრიოგენურ ტემპერატურაზე. (ფოტო კრის განის):

22. ტელესკოპზე მუშაობა 2016 წლის ნოემბერში. (ფოტო კრის განის):

23. ნასამ დაასრულა ჯეიმს უების კოსმოსური ტელესკოპის აწყობა 2016 წელს და დაიწყო მისი ტესტირება. ეს არის 2017 წლის 5 მარტის ფოტო. ხანგრძლივი ექსპოზიციის დროს მანქანები მოჩვენებებს ჰგავს. (ფოტო კრის განის):

26. იგივე A კამერის კარი მე-14 ფოტოდან, რომელშიც გარე სივრცის მოდელირება ხდება. (ფოტო კრის განის):

28. ამჟამინდელი გეგმები ითვალისწინებს ტელესკოპის გაშვებას Ariane 5-ის რაკეტაზე 2019 წლის გაზაფხულზე. კითხვაზე, თუ რას ელიან მეცნიერები ახალი ტელესკოპის გამოყენებით, წამყვანმა მეცნიერმა ჯონ მატერმა თქვა: „იმედია, ჩვენ ვიპოვით ისეთ რამეს, რომლის შესახებაც არავინ იცის“. UPD. ჯეიმს უების ტელესკოპის გაშვება 2020 წლისთვის გადაიდო.(ფოტო კრის განნის).

დიაფრაგმის ყოველი დამატებითი სანტიმეტრით, დაკვირვების დროის ყოველი დამატებითი წამით და ტელესკოპის ხედვის ველიდან ამოღებული ატმოსფერული ხმაურის ყოველი დამატებითი ატომით, სამყარო უკეთესი, ღრმა და ნათელი გახდება.

ჰაბლის 25 წელი

როდესაც ჰაბლის ტელესკოპი ამოქმედდა 1990 წელს, მან დაიწყო ახალი ერა ასტრონომიაში - კოსმოსში. აღარ იყო ატმოსფეროსთან ბრძოლა, ღრუბლების ან ელექტრომაგნიტური ციმციმის შესახებ ფიქრი. საჭირო იყო მხოლოდ სატელიტის განლაგება სამიზნეზე, მისი სტაბილიზაცია და ფოტონების შეგროვება. 25 წლის განმავლობაში კოსმოსურმა ტელესკოპებმა დაიწყეს მთელი ელექტრომაგნიტური სპექტრის დაფარვა, რამაც პირველად შეძლო სამყაროს დათვალიერება სინათლის ყველა ტალღის სიგრძეზე.

მაგრამ რაც უფრო გაიზარდა ჩვენი ცოდნა, ასევე გაიზარდა ჩვენი გაგება უცნობის შესახებ. რაც უფრო შორს ვუყურებთ სამყაროს, მით უფრო ღრმა წარსულს ვხედავთ: დიდი აფეთქებიდან მოყოლებული დროის სასრული, სინათლის სასრულ სიჩქარესთან ერთად, გვაძლევს შეზღუდვას, რასაც ჩვენ შეგვიძლია დავაკვირდეთ. უფრო მეტიც, სივრცის გაფართოება თავისთავად მოქმედებს ჩვენს წინააღმდეგ, აგრძელებს ვარსკვლავებს, როდესაც ის მოგზაურობს მთელ სამყაროში ჩვენი თვალებისკენ. ჰაბლის კოსმოსური ტელესკოპიც კი, რომელიც გვაძლევს სამყაროს ყველაზე ღრმა, ყველაზე თვალწარმტაცი სურათს, რომელიც ჩვენ ოდესმე აღმოვაჩინეთ, ამ მხრივ შეზღუდულია.

ჰაბლის ნაკლოვანებები

ჰაბლი საოცარი ტელესკოპია, მაგრამ მას აქვს მთელი რიგი ფუნდამენტური შეზღუდვები:

• მხოლოდ 2.4 მ დიამეტრით, რაც ზღუდავს მას
• მიუხედავად იმისა, რომ დაფარულია ამრეკლი მასალებით, ის მუდმივად ექვემდებარება მზის პირდაპირ სხივებს, რაც მას ათბობს. ეს ნიშნავს, რომ თერმული ეფექტების გამო, მას არ შეუძლია დააკვირდეს 1,6 მიკრონიზე მეტი სინათლის ტალღის სიგრძეს.
• შეზღუდული დიაფრაგმისა და ტალღის სიგრძის ერთობლიობა, რომლებზეც ის მგრძნობიარეა, ნიშნავს, რომ ტელესკოპს შეუძლია მხოლოდ 500 მილიონი წელზე უფროსი ასაკის გალაქტიკების დანახვა.

ეს გალაქტიკები მშვენიერი, შორეულია და არსებობდა მაშინ, როდესაც სამყარო მისი ამჟამინდელი ასაკის მხოლოდ 4%-ს შეადგენდა. მაგრამ ცნობილია, რომ ვარსკვლავები და გალაქტიკები უფრო ადრეც არსებობდნენ.

სანახავად უნდა ჰქონდეს უფრო მაღალი მგრძნობელობა. ეს ნიშნავს გადაადგილებას უფრო დიდ ტალღის სიგრძეზე და დაბალ ტემპერატურაზე, ვიდრე ჰაბლზე. სწორედ ამიტომ იქმნება ჯეიმს უების კოსმოსური ტელესკოპი.

მეცნიერების პერსპექტივები

ჯეიმს უების კოსმოსური ტელესკოპი (JWST) შექმნილია ზუსტად ამ შეზღუდვების დასაძლევად: 6,5 მ დიამეტრით, ტელესკოპი 7-ჯერ მეტ შუქს აგროვებს, ვიდრე ჰაბლ. ის ხსნის მაღალი გარჩევადობის ულტრასპექტროსკოპიის შესაძლებლობას 600 ნმ-დან 6მკმ-მდე (4-ჯერ მეტი ტალღის სიგრძეზე, ვიდრე ჰაბლის დანახვა), რაც დაკვირვებებს აკეთებს შუა ინფრაწითელ რეგიონში უფრო მაღალი მგრძნობელობით, ვიდრე ოდესმე. JWST იყენებს პასიურ გაგრილებას პლუტონის ზედაპირის ტემპერატურაზე და შეუძლია აქტიურად გააციოს შუა ინფრაწითელი ინსტრუმენტები 7 კ-მდე. ჯეიმს ვებბის ტელესკოპი საშუალებას მისცემს მეცნიერებას ისე, რომ აქამდე არასდროს ყოფილა გაკეთებული.

ეს საშუალებას მისცემს:

• დააკვირდით ოდესმე ჩამოყალიბებულ ყველაზე ადრეულ გალაქტიკებს;
• ნეიტრალური გაზის მეშვეობით ნახე და გამოიკვლიე პირველი ვარსკვლავები და სამყაროს რეიონიზაცია;
• დიდი აფეთქების შემდეგ წარმოქმნილი პირველივე ვარსკვლავების (III პოპულაცია) სპექტროსკოპიული ანალიზის ჩატარება;
• მიიღეთ საოცარი სიურპრიზები, როგორიცაა სამყაროს ყველაზე ადრეული და კვაზარების აღმოჩენა.

სამეცნიერო კვლევის დონე JWST-ში არაფრის მსგავსია წარსულში, რის გამოც ტელესკოპი აირჩიეს NASA-ს ფლაგმანურ მისიად 2010-იან წლებში.

სამეცნიერო შედევრი

ტექნიკური თვალსაზრისით, ჯეიმს უების ახალი ტელესკოპი ნამდვილი ხელოვნების ნიმუშია. პროექტმა დიდი გზა გაიარა: იყო ბიუჯეტის გადაჭარბება, გრაფიკის შეფერხება და პროექტის გაუქმების საშიშროება. ახალი ხელმძღვანელობის ჩარევის შემდეგ ყველაფერი შეიცვალა. პროექტი მოულოდნელად მუშაობდა საათის მექანიზმის მსგავსად, გამოიყო თანხები, გათვალისწინებულ იქნა შეცდომები, წარუმატებლობები და პრობლემები და JWST-ის გუნდმა დაიწყო ყველა ვადების, გრაფიკისა და ბიუჯეტის დაცვა. მოწყობილობის გაშვება დაგეგმილია 2018 წლის ოქტომბერში Ariane-5 რაკეტაზე. გუნდი არა მხოლოდ იცავს განრიგს, მათ აქვთ ცხრა თვე დაზოგვისთვის ყველა გაუთვალისწინებელი სიტუაციისთვის, რათა უზრუნველყონ ყველაფერი ერთად და მზად იყოს ამ თარიღისთვის.

ჯეიმს უების ტელესკოპი შედგება 4 ძირითადი ნაწილისგან.

ოპტიკური ბლოკი

მოიცავს ყველა სარკეს, რომელთაგან ყველაზე ეფექტურია თვრამეტი პირველადი სეგმენტირებული მოოქროვილი სარკე. ისინი გამოყენებული იქნება შორეული ვარსკვლავების შუქის შესაგროვებლად და ანალიზისთვის ინსტრუმენტებზე ფოკუსირებისთვის. ყველა ეს სარკე მზად არის და უნაკლოა, მზადდება გრაფიკის მიხედვით. აწყობის შემდეგ, ისინი დაიკეცება კომპაქტურ სტრუქტურაში, რომელიც დედამიწიდან 1 მილიონ კმ-ზე მეტ მანძილზე გაიშვება L2 ლაგრანგის წერტილამდე და შემდეგ ავტომატურად განლაგდება თაფლისებრი სტრუქტურის შესაქმნელად, რომელიც შეაგროვებს ულტრა შორ მანძილზე შუქს მომავალი წლების განმავლობაში. ეს მართლაც ლამაზი რამ და მრავალი სპეციალისტის ტიტანური ძალისხმევის წარმატებული შედეგია.

ინფრაწითელ კამერასთან ახლოს

Webb აღჭურვილია ოთხი სამეცნიერო ინსტრუმენტებით, რომლებიც 100% შესრულებულია. ტელესკოპის მთავარი კამერა არის ახლო IR კამერა, რომელიც მერყეობს ხილული ნარინჯისფერი შუქიდან ღრმა ინფრაწითელამდე. ის უზრუნველყოფს უპრეცედენტო გამოსახულებებს ადრეული ვარსკვლავების, ყველაზე ახალგაზრდა გალაქტიკების ჯერ კიდევ ფორმირების პროცესში, ირმის ნახტომის ახალგაზრდა ვარსკვლავებისა და ახლომდებარე გალაქტიკების, კოიპერის სარტყელში ასობით ახალი ობიექტის შესახებ. ის ოპტიმიზებულია სხვა ვარსკვლავების გარშემო პლანეტების პირდაპირი გამოსახულების მისაღებად. ეს იქნება მთავარი კამერა, რომელსაც დამკვირვებლების უმეტესობა გამოიყენებს.

ინფრაწითელი სპექტროგრაფის მახლობლად

ეს ხელსაწყო არა მხოლოდ ჰყოფს შუქს ცალკეულ ტალღის სიგრძეებად, არამედ შეუძლია ამის გაკეთება ერთდროულად 100-ზე მეტ ცალკეულ ობიექტზე! ეს ინსტრუმენტი იქნება უნივერსალური Webba სპექტროგრაფი, რომელსაც შეუძლია იმუშაოს 3 სხვადასხვა სპექტროსკოპიის რეჟიმში. ის აშენდა, მაგრამ ბევრი კომპონენტი, მათ შორის დეტექტორები და მრავალ კარიბჭე ბატარეა, უზრუნველყოფილი იყო კოსმოსური ფრენების ცენტრის მიერ. გოდარდი (NASA). ეს მოწყობილობა გამოცდილია და მზად არის ინსტალაციისთვის.

შუა ინფრაწითელი ინსტრუმენტი

ინსტრუმენტი გამოყენებული იქნება ფართოზოლოვანი გამოსახულების მისაღებად, რაც იმას ნიშნავს, რომ ის მიიღებს ყველაზე შთამბეჭდავ სურათებს Webb-ის ყველა ინსტრუმენტიდან. მეცნიერული თვალსაზრისით, ის ყველაზე სასარგებლო იქნება ახალგაზრდა ვარსკვლავების ირგვლივ პროტოპლანეტარული დისკების გაზომვისას, კოიპერის სარტყლის ობიექტებისა და მტვრის გაცხელებისას არნახული სიზუსტით. ეს იქნება ერთადერთი ინსტრუმენტი, რომელიც კრიოგენურად გაცივდება 7 კ-მდე. სპიცერის კოსმოსურ ტელესკოპთან შედარებით, ეს გააუმჯობესებს შედეგებს 100-ჯერ.

ახლო IR უნაყოფო სპექტროგრაფი (NIRISS)

მოწყობილობა საშუალებას მოგცემთ:

• ფართო კუთხის სპექტროსკოპია ტალღის სიგრძის ახლო ინფრაწითელ რეგიონში (1.0 - 2.5 μm);
• ერთი ობიექტის გრისტური სპექტროსკოპია ხილულ და ინფრაწითელ დიაპაზონში (0.6 - 3.0 μm);
• დიაფრაგმის დაფარვის ინტერფერომეტრია ტალღის სიგრძეზე 3,8 - 4,8 მკმ (სადაც მოსალოდნელია პირველი ვარსკვლავები და გალაქტიკები);
• მთელი ხედვის არეალის ფართო სროლა.

ეს ინსტრუმენტი შეიქმნა კანადის კოსმოსური სააგენტოს მიერ. კრიოგენული ტესტირების გავლის შემდეგ, ის ასევე მზად იქნება ტელესკოპის ინსტრუმენტთა განყოფილებაში ინტეგრაციისთვის.

მზისგან დამცავი მოწყობილობა

მათით კოსმოსური ტელესკოპები ჯერ არ არის აღჭურვილი. ყოველი გაშვების ერთ-ერთი ყველაზე დამაშინებელი ასპექტი არის სრულიად ახალი მასალის გამოყენება. იმის ნაცვლად, რომ მთელი კოსმოსური ხომალდი ერთჯერადი მოხმარებადი გამაგრილებლით გაცივდეს, ჯეიმს ვების ტელესკოპი იყენებს სრულიად ახალ ტექნოლოგიას, 5-ფენიან მზისგან დამცავ ფენას, რომელიც განლაგდება ტელესკოპიდან მზის გამოსხივების ასარეკლად. ხუთი 25 მეტრიანი ფურცელი დაუკავშირდება ტიტანის ღეროებს და დამონტაჟდება ტელესკოპის განლაგების შემდეგ. დაცვის ტესტირება მოხდა 2008 და 2009 წლებში. სრულმასშტაბიანი მოდელები, რომლებიც მონაწილეობდნენ ლაბორატორიულ ტესტებში, გააკეთეს ყველაფერი, რაც უნდა გაეკეთებინათ აქ, დედამიწაზე. ეს მშვენიერი ინოვაციაა.

ეს ასევე წარმოუდგენელი კონცეფციაა: არა მხოლოდ მზის შუქის დაბლოკვა და ტელესკოპის ჩრდილში განთავსება, არამედ ამის გაკეთება ისე, რომ მთელი სითბო გამოისხივოს ტელესკოპის ორიენტაციის საპირისპირო მიმართულებით. სივრცის ვაკუუმში ხუთი ფენიდან თითოეული გაცივდება გარედან მოშორებისას, რომელიც ოდნავ თბილი იქნება, ვიდრე დედამიწის ზედაპირის ტემპერატურა - დაახლოებით 350-360 კ. ბოლო ფენის ტემპერატურა 37-მდე უნდა დაეცეს. -40 K, რაც პლუტონის ზედაპირზე უფრო ცივია ვიდრე ღამით.

გარდა ამისა, მიღებულია მნიშვნელოვანი სიფრთხილის ზომები ღრმა სივრცის მკაცრი გარემოსგან დასაცავად. აქ შემაშფოთებელი ერთ-ერთი საკითხია კენჭის ზომის პაწაწინა კენჭები, ქვიშის მარცვლები, მტვრის ლაქები და კიდევ უფრო პატარები, რომლებიც დაფრინავენ პლანეტათაშორის სივრცეში საათში ათობით ან თუნდაც ასობით ათასი კილომეტრის სიჩქარით. ამ მიკრომეტეორიტებს შეუძლიათ გააკეთონ პაწაწინა, მიკროსკოპული ხვრელები ყველაფერში, რასაც ხვდებიან: კოსმოსურ ხომალდში, ასტრონავტების კოსტუმებში, ტელესკოპის სარკეებში და სხვა. თუ სარკეები იღებენ მხოლოდ ჩაღრმავებას ან ნახვრეტებს, რაც ოდნავ ამცირებს ხელმისაწვდომ „კარგი შუქის“ რაოდენობას, მაშინ მზის ფარი შეიძლება გატყდეს კიდეებიდან კიდემდე და მთელი ფენა გამოუსადეგარი გახადოს. ამ ფენომენთან საბრძოლველად გამოიყენეს ბრწყინვალე იდეა.

მზის მთელი ფარი ისე იყო დაყოფილი, რომ თუ ერთს, ორს ან თუნდაც სამ მათგანს მცირე რღვევა შეექმნა, ფენა უფრო მეტად არ გატყდებოდა, როგორც მანქანის საქარე მინის ბზარი. დანაწევრება დაიცავს მთელ სტრუქტურას ხელუხლებლად, რაც მნიშვნელოვანია დეგრადაციის თავიდან ასაცილებლად.

კოსმოსური ხომალდი: შეკრებისა და მართვის სისტემები

ეს არის ყველაზე გავრცელებული კომპონენტი, როგორც ყველა კოსმოსურ ტელესკოპს და სამეცნიერო მისიას აქვს. JWST-ში ის უნიკალურია, მაგრამ ასევე სრულიად მზად. პროექტის გენერალურ კონტრაქტორს, Northrop Grumman-ს დარჩა მხოლოდ ფარის დასრულება, ტელესკოპის აწყობა და მისი გამოცდა. მოწყობილობა გასაშვებად 2 წელიწადში იქნება მზად.

აღმოჩენების 10 წელი

თუ ყველაფერი კარგად წავა, კაცობრიობა დიდი სამეცნიერო აღმოჩენების ზღურბლზე იქნება. ნეიტრალური გაზის ფარდა, რომელიც აქამდე დაფარავდა ადრეული ვარსკვლავებისა და გალაქტიკების ხედს, აღმოიფხვრება Webb-ის ინფრაწითელი შესაძლებლობებით და მისი უზარმაზარი სიკაშკაშეთ. ეს იქნება ყველაზე დიდი, ყველაზე მგრძნობიარე ტელესკოპი, რომელიც ოდესმე აშენდა, უზარმაზარი ტალღის სიგრძის დიაპაზონით 0,6-დან 28 მიკრონიმდე (ადამიანის თვალი ხედავს 0,4-დან 0,7 მიკრონს). მოსალოდნელია, რომ ის უზრუნველყოფს ათწლეულის დაკვირვებას.

NASA-ს ცნობით, Webb-ის მისია 5,5-დან 10 წლამდე გაგრძელდება. ის შემოიფარგლება ორბიტის შესანარჩუნებლად საჭირო ძრავის რაოდენობით და ელექტრონიკის და აღჭურვილობის სიცოცხლის ხანგრძლივობით კოსმოსის მკაცრ გარემოში. ჯეიმს უების ორბიტალური ტელესკოპი საწვავის მარაგს მთელი 10 წლის განმავლობაში განახორციელებს, გაშვებიდან 6 თვის შემდეგ კი ფრენის მხარდაჭერის ტესტირება ჩატარდება, რაც 5 წლიანი სამეცნიერო მუშაობის გარანტიას იძლევა.

რა შეიძლება არასწორად წავიდეს?

მთავარი შემზღუდველი ფაქტორი ბორტზე საწვავის რაოდენობაა. როდესაც ის დასრულდება, თანამგზავრი დაშორდება L2-ს და შევა ქაოტურ ორბიტაში დედამიწის უშუალო სიახლოვეს.

გარდა ამისა, შეიძლება წარმოიშვას სხვა პრობლემები:

• სარკეების დეგრადაცია, რაც გავლენას მოახდენს შეგროვებული სინათლის რაოდენობაზე და შექმნის გამოსახულების არტეფაქტებს, მაგრამ არ დააზარალებს ტელესკოპის შემდგომ მუშაობას;
• მზის ეკრანის ნაწილის ან მთლიანად ჩავარდნა, რაც გაზრდის კოსმოსური ხომალდის ტემპერატურას და ავიწროებს გამოსაყენებელი ტალღის დიაპაზონს ძალიან ახლო ინფრაწითელ რეგიონამდე (2-3 მიკრონი);
• ზიანს აყენებს შუა IR ინსტრუმენტის გაგრილების სისტემას, რაც მას გამოუსადეგარს ხდის, მაგრამ გავლენას არ ახდენს სხვა ინსტრუმენტებზე (0,6-დან 6 μm-მდე).

ყველაზე რთული გამოცდა, რომელიც ჯეიმს უების ტელესკოპს ელის, არის გაშვება და ჩასმა მოცემულ ორბიტაზე. ეს სიტუაციები გამოცდილი იყო და წარმატებით გაიარა.

რევოლუცია მეცნიერებაში

თუ ვებ-ტელესკოპი ფუნქციონირებს, 2018 წლიდან 2028 წლამდე საკმარისი საწვავი იქნება. გარდა ამისა, არსებობს საწვავის შევსების პოტენციალი, რამაც შესაძლოა ტელესკოპის სიცოცხლე კიდევ ათწლეულით გაზარდოს. ისევე, როგორც ჰაბლი 25 წელია ფუნქციონირებს, JWST-ს შეუძლია უზრუნველყოს რევოლუციური მეცნიერების თაობა. 2018 წლის ოქტომბერში Ariane 5-ის გამშვები მანქანა მომავალ ასტრონომიის ორბიტაზე გავა, რომელიც 10 წელზე მეტი შრომისმოყვარეობის შემდეგ მზადაა ნაყოფი გამოიღოს. კოსმოსური ტელესკოპების მომავალი თითქმის აქ არის.

ახალი მძლავრი კოსმოსური ტელესკოპის აგების იდეა გაჩნდა თითქმის 20 წლის წინ, 1996 წელს, როდესაც ამერიკელმა ასტრონომებმა გამოაქვეყნეს HST და Beyond ანგარიში, სადაც განიხილეს კითხვა, თუ სად უნდა წასულიყო ასტრონომია. მანამდე ცოტა ხნით ადრე, 1995 წელს, ჩვენი მზის მსგავსი ვარსკვლავის გვერდით აღმოაჩინეს პირველი ეგზოპლანეტა. ამან აღაფრთოვანა სამეცნიერო საზოგადოება - ბოლოს და ბოლოს, არსებობდა შანსი, რომ დედამიწის მსგავსი სამყარო სადღაც არსებობდეს - ამიტომ მკვლევარებმა სთხოვეს NASA-ს აეშენებინა ტელესკოპი, რომელიც შესაფერისი იქნებოდა, სხვა საკითხებთან ერთად, ეგზოპლანეტების საძიებლად და შესასწავლად. სწორედ აქედან იწყება „ჯეიმს უების“ ისტორია. ამ ტელესკოპის გაშვება მუდმივად ჭიანურდებოდა (თავდაპირველად მისი კოსმოსში გაგზავნა ჯერ კიდევ 2011 წელს იყო დაგეგმილი), მაგრამ ახლა ის თითქოს ფინიშის ხაზში შედის. სარედაქციო N+1შეეცადა გაერკვია, თუ რას ელიან ასტრონომები Webb-ის სწავლას და გაესაუბრა მათ, ვინც ქმნიდა ამ ხელსაწყოს.

სახელი "ჯეიმს უები" ტელესკოპს 2002 წელს მიენიჭა, მანამდე კი მას ეწოდა შემდეგი თაობის კოსმოსური ტელესკოპი ("შემდეგი თაობის კოსმოსური ტელესკოპი") ან მოკლედ NGST, რადგან ახალმა ინსტრუმენტმა უნდა გააგრძელოს ჰაბლის მიერ დაწყებული კვლევა. თუ "" იკვლევს სამყაროს ძირითადად ოპტიკურ დიაპაზონში, იღებს მხოლოდ ახლო ინფრაწითელ და ულტრაიისფერ დიაპაზონს, რომელიც ესაზღვრება ხილულ გამოსხივებას, მაშინ "ჯეიმს უები" კონცენტრირდება სპექტრის ინფრაწითელ ნაწილზე, სადაც ჩანს ძველი და ცივი ობიექტები. გარდა ამისა, გამოთქმა „შემდეგი თაობა“ მიუთითებს მოწინავე ტექნოლოგიასა და ინჟინერიაზე, რომელიც გამოყენებული იქნება ტელესკოპში.

ტელესკოპის სარკის წარმოების პროცესი

ტელესკოპის სარკის ფრაგმენტი

ტელესკოპის სარკის წარმოების პროცესი

ტელესკოპის სარკის ფრაგმენტი

ტელესკოპის სარკის ფრაგმენტი

ტელესკოპის სარკის ფრაგმენტი

მათგან, ალბათ, ყველაზე არასტანდარტული და რთული არის "ჯეიმს ვებბის" მთავარი სარკე, რომლის დიამეტრი 6,5 მეტრია. მეცნიერებმა არ შექმნეს ჰაბლის სარკის უფრო დიდი ვერსია, რადგან ის ზედმეტად იწონიდა და სიტუაციიდან გამოსავალი ელეგანტური გამოთვალეს: მათ გადაწყვიტეს 18 ცალკეული სეგმენტისგან სარკის აგება. მათთვის გამოიყენებოდა მსუბუქი და გამძლე ბერილიუმის ლითონი, რომელზეც ოქროს თხელი ფენა იყო ჩაყრილი. შედეგად სარკე იწონის 705 კილოგრამს, ხოლო მისი ფართობი 25 კვადრატული მეტრია. ჰაბლის სარკე იწონის 828 კილოგრამს, ფართობით 4,5 კვადრატული მეტრი.

ტელესკოპის კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი კომპონენტი, რომელმაც ბოლო დროს ინჟინრებს ბევრი უბედურება შეუქმნა, არის ამოქმედებადი სითბური ფარი, რომელიც საჭიროა ჯეიმს უების ინსტრუმენტების გადახურებისგან დასაცავად. დედამიწის ორბიტაზე, მზის პირდაპირი სხივების ქვეშ, ობიექტებს შეუძლიათ 121 გრადუს ცელსიუსამდე გაცხელება. ჯეიმს უების ინსტრუმენტები შექმნილია საკმარისად დაბალ ტემპერატურაზე მუშაობისთვის, რის გამოც საჭირო იყო სითბოს ფარი მზისგან დასაცავად.

ის ზომით შედარებულია ჩოგბურთის კორტთან, 21 x 14 მეტრით, ამიტომ შეუძლებელია მისი გაგზავნა ლაგრანგის წერტილში L2 (სადაც იმუშავებს ტელესკოპი) გაფართოებული ფორმით. აქ იწყება მთავარი სირთულეები – როგორ მივიტანოთ ფარი დანიშნულების ადგილამდე, რომ არ დაზიანდეს? ყველაზე ლოგიკური გამოსავალი იყო მისი დაკეცვა ფრენის ხანგრძლივობის განმავლობაში და შემდეგ მისი განლაგება, როდესაც ჯეიმს უები საოპერაციო პუნქტში იმყოფებოდა.

ფარის გარე მხარე, სადაც განთავსებულია ანტენა, ბორტ კომპიუტერი, გიროსკოპი და მზის პანელი, გახურდება, როგორც მეცნიერები ვარაუდობენ, 85 გრადუს ცელსიუსამდე. მაგრამ "ღამის" მხარეს, სადაც მთავარი სამეცნიერო ინსტრუმენტებია განთავსებული, ყინვაგამძლე იქნება: დაახლოებით 233 გრადუსი ნულის ქვემოთ. უზრუნველყოს თბოიზოლაცია იქნება ფარის ხუთი ფენა - თითოეული უფრო ცივი ვიდრე წინა.

ჯეიმს უები დასაყენებელი ფარი

რა სამეცნიერო ინსტრუმენტებია საჭირო მზისგან ასე საგულდაგულოდ დაცული? ოთხი მათგანია: NIRCam ახლო ინფრაწითელი კამერა, MIRI mid-IR ინსტრუმენტი, NIRSpec ახლო-IR სპექტროგრაფი და FGS/NIRISS სისტემა. ქვემოთ მოცემულ სურათზე ნათლად ხედავთ, თუ რა „სინათლით“ დაინახავენ ისინი სამყაროს:

სურათი აჩვენებს დიაპაზონს, რომელსაც ტელესკოპის ინსტრუმენტები დაიჭერენ.

სამეცნიერო ინსტრუმენტების დახმარებით მეცნიერები იმედოვნებენ, რომ უპასუხებენ ბევრ ფუნდამენტურ კითხვას. უპირველეს ყოვლისა, ისინი ეხება ეგზოპლანეტებს.

მიუხედავად იმისა, რომ კეპლერმა დღემდე აღმოაჩინა 2500-ზე მეტი ეგზოპლანეტა, სიმკვრივის შეფასებები არსებობს მხოლოდ რამდენიმე ასეულზე. იმავდროულად, ეს შეფასებები საშუალებას გვაძლევს გავიგოთ, თუ რა ტიპისაა პლანეტა. თუ მას აქვს დაბალი სიმკვრივე - ცხადია, ჩვენ წინ გვაქვს გაზის გიგანტი. თუ ციურ სხეულს აქვს მაღალი სიმკვრივე, მაშინ, სავარაუდოდ, ეს არის კლდოვანი პლანეტა, რომელიც ჰგავს დედამიწას ან მარსს. ასტრონომები იმედოვნებენ, რომ ჯეიმს უები ხელს შეუწყობს პლანეტების მასების და დიამეტრის შესახებ მეტი ინფორმაციის შეგროვებას, რაც ხელს შეუწყობს მათი სიმკვრივის გამოთვლას და მათი ტიპის დადგენას.

NASA/Goddard-ის კოსმოსური ფრენის ცენტრი და გაფართოებული ვიზუალიზაციის ლაბორატორია სუპერკომპიუტერის აპლიკაციების ეროვნულ ცენტრში

კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი კითხვა ეხება ეგზოპლანეტების ატმოსფეროს. ჰაბლმა და სპიცერმა შეაგროვეს მონაცემები ასამდე პლანეტის აირისებრი კონვერტების შესახებ. ჯეიმს უების ინსტრუმენტები შესაძლებელს გახდის ამ რიცხვის მინიმუმ სამჯერ გაზრდას. სამეცნიერო ინსტრუმენტებისა და დაკვირვების სხვადასხვა რეჟიმის წყალობით, ასტრონომები შეძლებენ დაადგინონ უზარმაზარი რაოდენობის ნივთიერებების არსებობა, მათ შორის წყალი, მეთანი და ნახშირორჟანგი - არა მხოლოდ დიდ პლანეტებზე, არამედ ხმელეთის პლანეტებზეც. ერთ-ერთი დაკვირვების სამიზნე იქნება ის ადგილი, სადაც დედამიწის მსგავსი შვიდი პლანეტა ერთდროულად მდებარეობს.

შედეგების უმეტესობა მოსალოდნელია ახალგაზრდა, ახლად წარმოქმნილი იუპიტერებისთვის, რომლებიც ჯერ კიდევ ასხივებენ ინფრაწითელში. კერძოდ, მზის სისტემაში გაზის გიგანტების მასის კლებასთან ერთად იზრდება ლითონების შემცველობა (წყალბადზე და ჰელიუმზე მძიმე ელემენტები). ჰაბლმა ერთხელ აჩვენა, რომ ყველა პლანეტარული სისტემა არ ემორჩილება ამ კანონს, მაგრამ ჯერ კიდევ არ არსებობს სტატისტიკურად სანდო ნიმუში - ჯეიმს უები მიიღებს მას. გარდა ამისა, ტელესკოპი ასევე შეისწავლის ქვენეპტუნებსა და სუპერდედამიწებს.

ტელესკოპის კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი სამიზნე იქნება უძველესი გალაქტიკები. დღეს ჩვენ უკვე ბევრი რამ ვიცით მიმდებარე გალაქტიკების შესახებ, მაგრამ ჯერ კიდევ ძალიან ცოტა ვიცით მათ შესახებ, რომლებიც ძალიან ახალგაზრდა სამყაროში გამოჩნდნენ. ჰაბლს შეუძლია სამყაროს დანახვა, როგორც ეს იყო დიდი აფეთქებიდან 400 მილიონი წლის შემდეგ, ხოლო პლანკის ობსერვატორიამ დააკვირდა კოსმოსური მიკროტალღური გამოსხივება, რომელიც წარმოიშვა დიდი აფეთქებიდან 400 000 წლის შემდეგ. ჯეიმს უებს მოუწევს შეავსოს მათ შორის არსებული უფსკრული და გაარკვიოს, როგორ გამოიყურებოდა გალაქტიკები კოსმოსური ისტორიის პირველ 3 პროცენტში.

ახლა ასტრონომები აკვირდებიან პირდაპირ კავშირს გალაქტიკის ზომასა და მის ასაკს შორის - რაც უფრო ძველია სამყარო, მით მეტია მასში პატარა გალაქტიკა. თუმცა, ეს ტენდენცია ნაკლებად სავარაუდოა, რომ გაგრძელდეს და მეცნიერები იმედოვნებენ, რომ განსაზღვრონ რაიმე სახის "გარდამტეხი წერტილი", იპოვონ გალაქტიკების ზომის ქვედა ზღვარი. ამრიგად, ასტრონომებს სურთ უპასუხონ კითხვას, როდის გაჩნდა პირველი გალაქტიკები.

ცალკე პუნქტია მოლეკულური ღრუბლებისა და პროტოპლანეტარული დისკების შესწავლა. წარსულში სპიცერს შეეძლო მხოლოდ მზის სისტემის უშუალო სიახლოვეს ეყურებინა. Webb ბევრად უფრო მგრძნობიარეა და რეალურად შეძლებს დაინახოს ირმის ნახტომის მეორე კიდე, ისევე როგორც მისი ცენტრი.

ასევე, „ჯეიმს უები“ დაეძებს III პოპულაციის ჰიპოთეტურ ვარსკვლავებს - ეს არის ძალიან მძიმე ობიექტები, რომლებშიც თითქმის არ არის ჰელიუმზე, წყალბადსა და ლითიუმზე მძიმე ელემენტები. ვარაუდობენ, რომ ამ ტიპის ვარსკვლავები დიდი აფეთქების შემდეგ უნდა ჩამოყალიბდნენ.

ურთიერთდაკავშირებული გალაქტიკების წყვილი სახელწოდებით "ანტენები"

დღეს „ჯეიმს უების“ გაშვება 2019 წლის ივნისშია დაგეგმილი. ტელესკოპი თავდაპირველად კოსმოსში გაშვებული იყო ადრე გაზაფხულზე, მაგრამ ტექნიკური პრობლემების გამო მისია რამდენიმე თვით გადაიდო. კითხვებს უპასუხა პროექტის ხელმძღვანელის მოადგილემ ქრისტინ პულიმმა N+1თავად ტელესკოპისა და მისი აგების სირთულეების შესახებ.

ვფიქრობ, აშკარა კითხვას ვსვამ, მაგრამ რა ხდის "ჯეიმს უებს" უნიკალურს?

უები საშუალებას მოგვცემს დავინახოთ სამყარო ისეთი, როგორიც აქამდე არასდროს გვინახავს. ის განახორციელებს დაკვირვებას ინფრაწითელში, ანუ ჰაბლის გარდა სხვა ტალღის სიგრძეზე, შეძლებს გამოიყურებოდეს უფრო შორს ვიდრე სპიცერი და ჰერშელის გარდა სხვა ადგილებში. ის შეავსებს ხარვეზებს და ხელს შეუწყობს სამყაროს თანმიმდევრული სურათის შექმნას. ვრცელი ინფრაწითელი დაკვირვებები დაგვეხმარება ამომავალი ვარსკვლავებისა და პლანეტების დანახვაში. ჩვენ საბოლოოდ აღმოვაჩენთ პირველ გალაქტიკებს და ეს ხელს შეუწყობს მთელი კოსმოლოგიური ისტორიის გაერთიანებას. ზოგს უყვარს იმის თქმა, რომ ტელესკოპები დროის მანქანებია, რაც ძალიან კარგი გამოხატულებაა. როდესაც კოსმოსს ვუყურებთ, ჩვენ ვხედავთ წარსულს, რადგან სინათლეს დედამიწამდე დრო სჭირდება. ჩვენ დავინახავთ სამყაროს, როდესაც ის ძალიან ახალგაზრდა იყო - და ეს დაგვეხმარება იმის გაგებაში, თუ როგორ გამოვჩნდით და როგორ მუშაობს სამყარო. თუ კაცობრიობასთან უფრო ახლოს მყოფ რამეზე ვისაუბრებთ, მაშინ დავინახავთ, როგორ წარმოიქმნა ვარსკვლავები, როგორ წარმოიქმნა ეგზოპლანეტები და შეგვიძლია დავახასიათოთ კიდეც მათი ატმოსფერო.

დიახ, შორეული პლანეტების ატმოსფეროს საკითხი ბევრ ადამიანს აწუხებს. რა შედეგების მიღებას ელით?

ჩვენ გვქონდა მისიები, როგორიცაა კეპლერი, ეძებდა კანდიდატებს. მათი წყალობით დღეს ჩვენთვის ცნობილია ათასობით ეგზოპლანეტა. ახლა "ჯეიმს უები" გადახედავს უკვე ცნობილ ობიექტებს და შეისწავლის მათ ატმოსფეროს. კერძოდ, ეს ეხება გიგანტურ პლანეტებს - ზომით ციურ სხეულებს, რომლებიც მდებარეობს ნეპტუნებსა და სუპერიუპიტერებს შორის. ჩვენთვის სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანია იმის გაგება, თუ როგორ იქმნება ასეთი ობიექტები, როგორ ვითარდებიან ისინი და როგორია ის სისტემები, რომლებშიც ისინი შედიან. მაგალითად, თუ ჩვენ ვხედავთ რამდენიმე პლანეტის სისტემას, ჩვენთვის მნიშვნელოვანია განვსაზღვროთ, შეიძლება თუ არა იქ წყალი და სად უნდა ვეძებოთ იგი.

რეალურად განსაზღვრავენ საცხოვრებელ ზონას?

ზუსტად. განსხვავებული იქნება სხვადასხვა ვარსკვლავისთვის. ჯეიმს უები დაგვეხმარება შორეული პლანეტების დახასიათებაში და იმის გაგებაში, თუ რამდენად უნიკალურია ჩვენი სახლი.

სავარაუდოდ, ტელესკოპის მისია დაახლოებით ათი წელი გაგრძელდება. თუმცა, რა არის რეალური პროგნოზები? ყველას გვახსოვს ვოიაჯერები, რომლებიც ჯერ კიდევ მოქმედებენ და მონაცემებს აგზავნიან დედამიწაზე, თუმცა ამას არავინ გეგმავდა.

ხელსაწყოს ნომინალური ვადა ხუთი წელია და ჩვენ ვიმედოვნებთ, რომ ის შეძლებს ამდენ ხანს მუშაობას. თუ უფრო თამამად შეაფასებთ, ეს ათი წელია. ჩვენ შეზღუდული ვართ გამაგრილებლის რაოდენობით, რომელიც საჭიროა ტელესკოპის სისტემების მუშაობისთვის. მე არ ვფიქრობ, რომ ჯეიმს უებს შეუძლია, ჰაბლის მსგავსად, 29 წელი გაძლოს.

დიახ, „ჯეიმს უები“ დედამიწიდან ძალიან შორს იქნება, ლაგრანგის მეორე წერტილში. როგორ ფიქრობთ, ტექნოლოგია მომავალში მოგვცემს საშუალებას მივფრინოთ ტელესკოპზე და გავასწოროთ თუ ის გაფუჭდება?

ასეთი შესაძლებლობა არ არის გამორიცხული. ამ შემთხვევაში, ტელესკოპს აქვს დასამაგრებელი რობოტი მკლავისთვის, რომელიც შეიძლება დამონტაჟდეს Webb-ზე. თუმცა, თავიდანვე ტელესკოპის მოვლა არ იყო გათვალისწინებული, ამიტომ ამაზე დიდი იმედი არ უნდა დადოთ. იმის გათვალისწინებით, რომ ინსტრუმენტი იმუშავებს მხოლოდ 5-10 წლის განმავლობაში, ნაკლებად სავარაუდოა, რომ ჩვენ გვექნება დრო, რომ ასე წინ გადავდგათ, რათა მას კოსმოსური ხომალდი გავუგზავნოთ.

შეძლებს თუ არა ჯეიმს უები სხვა კოსმოსურ ხომალდებთან ერთად მუშაობას? მაგალითად, კოლორადოს უნივერსიტეტის კოსმოსური და ასტრონომიული ცენტრი გვთავაზობს მისთვის გარე კორონოგრაფის აშენებას. 2013 წელს ისაუბრეს ტელესკოპთან შესაძლო თანამშრომლობაზე - არის თუ არა ასეთი გეგმები რეალურად?

მე არ ვიტყოდი, რომ ამჟამად განვიხილავთ ასეთ შესაძლებლობას. თუ არ ვცდები, ამ პროექტზე პასუხისმგებელია Webb Cash, მაგრამ არის კიდევ ერთი starshield პროექტი, ასევე რამდენიმე სხვა ჯგუფი, რომლებიც აშენებენ მსგავს ინსტრუმენტებს. ამჟამად არ არსებობს კონკრეტული გეგმები ჯეიმს უების სხვა ინსტრუმენტთან დაკავშირების შესახებ, თუმცა ჰიპოთეტურად მას შეუძლია იმუშაოს ნებისმიერ კოსმოსურ ობსერვატორიასთან ერთად.

როგორ გეგმავთ თქვენი დაკვირვების დროის განაწილებას?

ახლა ასტრონომები მთელი მსოფლიოდან გვიგზავნიან თავიანთ აპლიკაციებს და მას შემდეგ რაც გაივლიან განხილვას, ჩვენ მივიღებთ უხეშ გეგმას. არსებობს "გარანტირებული დაკვირვების დრო" დაცული მეცნიერებისთვის, რომლებიც დღეს ჯეიმს უების დიზაინსა და აშენებაში ეხმარებიან, ერთგვარი მადლობა მათი მუშაობისთვის. ეს მკვლევარები შეისწავლიან გალაქტიკებს, ეგზოპლანეტებს, როგორიცაა TRAPPIST სისტემის პლანეტები. ნაწილობრივ, ჩვენ თვითონ ვირჩევთ სამიზნეებს ჯეიმს ვებ-ის შესაძლებლობების შესამოწმებლად. ჩვენ ახლახან ვიწყებდით ეგზოპლანეტებზე ფიქრს ტელესკოპის აგებისას, მაგრამ ახლა ეს ძალიან პერსპექტიული სფეროა ასტრონომიაში და ჩვენ უნდა გაერკვნენ, თუ როგორ გამოვიყენოთ ჯეიმს უები მზის სისტემის გარეთ პლანეტების შესასწავლად. ზუსტად ამას გააკეთებენ გუნდები, რომლებიც პირველ წელს დაკვირვებას გააკეთებენ. შემოდგომაზე ცნობილი გახდება, რას „ვნახავთ“ პირველ წელს.

ჰაბლის ულტრა ღრმა ველი

რატომ გადაიდება გაშვების თარიღი? დადის ჭორები ფინანსური პრობლემებისა და სარკის სისტემასთან დაკავშირებული პრობლემების შესახებ.

ფაქტია, რომ Webb არის ძალიან რთული ტელესკოპი და ჩვენ პირველად ვხსნით ასეთ რთულ პრობლემას. აპარატს აქვს რამდენიმე ძირითადი კომპონენტი: სარკეები, ხელსაწყოები, უზარმაზარი ფარი და გაგრილების მექანიზმები. ყველა ეს ელემენტი უნდა აშენდეს და შემოწმდეს, გაერთიანდეს, კვლავ შემოწმდეს - რა თქმა უნდა, ამას დრო სჭირდება. ჩვენ ასევე უნდა დავრწმუნდეთ, რომ ყველაფერი სწორად გავაკეთეთ, რომ ყველა ნაწილი ჯდება ერთმანეთში, რომ გაშვება წარმატებული იქნება და ყველა ელემენტი სწორად განლაგდება. შეფერხებები ხდება ეტაპების დიდი რაოდენობისა და საფუძვლიანი შემოწმების საჭიროების გამო.

ანუ ახლა თქვენ ატარებდით ტესტებს და მიხვდით, რომ თავდაპირველ განრიგში არ ჯდებოდა?

დიახ. ფაქტობრივად, ჯერ კიდევ ბევრი თავისუფალი დრო გვაქვს. თავიდან ვიცოდით, რომ ყველაფერი რიგზე იქნებოდა, მაგრამ ვივარაუდეთ, რომ მზადება რატომღაც შეიძლება დაგვიანებულიყო. გარდა ამისა, როდესაც ჩვენ მზად ვიქნებით სატრანსპორტო საშუალების გასაშვებად, ასევე დაგვჭირდება შეთანხმება კონკრეტულ თარიღზე ESA-სთან, რომელიც ფლობს Ariane რაკეტას. ამიტომ ვიფიქრეთ - სად ვიჩქაროთ?

გვითხარით, რა ტესტები უნდა გაიაროს და გაიაროს ტელესკოპმა?

სულ ახლახან დასრულდა OTISS (ოპტიკური ტელესკოპისა და ხელსაწყოების ასამბლეის) სისტემის ტესტირება ლინდონ ჯონსონის კოსმოსურ ცენტრში. იგი გაცივდა უკიდურესად დაბალ სამუშაო ტემპერატურამდე, შემოწმდა მთელი ოპტიკა და თავად ტელესკოპი. მეცნიერებმა ახლახან ამოიღეს სისტემა გაგრილების კამერიდან, კვლავ გაათბეს და ახლა OTISS გაემგზავრება კალიფორნიაში, კოსმოსურ პარკში რედანდოს სანაპიროზე, სადაც ის მზის ფარს დაუკავშირდება. გარდა ამისა, ახლა მიმდინარეობს მუშაობა თავად ფარზე, ექსპერტები ატარებენ მრავალრიცხოვან შემოწმებას. როდესაც ყველა ელემენტი მიმაგრდება ფარზე, ის დაიკეცება და იხსნება, რათა დარწმუნდეს, რომ ის მუშაობს უნაკლოდ, შემდეგ კი სხვა ტესტები ჩატარდება, მათ შორის ვიბრაციის ტესტირება, რომელსაც ტელესკოპი რაკეტის ფრენისას შეხვდება. კოსმოსში გაშვება მანქანისთვის სერიოზული გამოცდაა, ამიტომ ინჟინრებს სურთ დარწმუნდნენ, რომ მისი ყველა კომპონენტი გადარჩება ფრენას. შემდეგ მკვლევარები მოამზადებენ ჯეიმს უებს გაშვებისთვის, ჩატვირთავენ მას ბარჟაზე და გაგზავნიან კოსმოსურ პორტში საფრანგეთის გვიანაში 2019 წლის დასაწყისში.

რაც შეეხება დანარჩენ ინსტრუმენტებს? როგორც ვიცი, ყველაფერი არ გიხსენებია. უკვე ჩაუტარდათ წინასწარი სკრინინგი?

დიახ, მათ უკვე გაიარეს ყველა ტესტი და ახლა ტელესკოპზე არიან დაყენებული. ეს არის ცალკეული მოწყობილობები, რომლებიც ჩაატარებენ უამრავ სამეცნიერო კვლევას - სპექტროგრაფი, რომელიც სწავლობს ცას შუა IR დიაპაზონში, კამერა. გარდა ამისა, ყველა ხელსაწყოს აქვს სხვადასხვა რეჟიმი, ამიტომ ჩვენ უნდა შევამოწმოთ ისინი ნამდვილად მუშაობენ ისე, როგორც ჩვენ გვინდოდა. ეს ძალიან მნიშვნელოვანია – თქვენ უნდა „შეანჯღრიოთ“ მოწყობილობა და დარწმუნდეთ, რომ ხედვის კუთხე იგივე რჩება.

როდის უნდა ველოდოთ პირველ შედეგებს?

სავარაუდოდ, პირველი მონაცემები იქნება მხოლოდ მომავალი წლის ბოლოს ან 2020 წლის დასაწყისში. გაშვებასა და პირველი ინფორმაციის მიღებას შორის, დაახლოებით ექვსი თვე გაივლის. ამ დროის განმავლობაში ტელესკოპი შემობრუნდება და ჩვენ დავრწმუნდებით, რომ ის გაიხსნა და გამართულად მუშაობს. შემდეგ მოწყობილობებს დასჭირდება გაგრილება, რასაც დიდი დრო დასჭირდება. დედამიწაზე ჯეიმს უები ოთახის ტემპერატურაზეა, მაგრამ როცა მას კოსმოსში გავუშვით, საჭირო იქნება მისი ინსტრუმენტების მუშაობის ტემპერატურის მიღწევამდე ლოდინი. შემდეგ მათ ექსპლუატაციაში შევასრულებთ: უკვე დაგეგმილია არაერთი „სავარჯიშო სწავლება“ – რამდენიმე დაგეგმილი დაკვირვება და მუშაობის სხვადასხვა რეჟიმის შემოწმება, რაც დარწმუნდება, რომ ყველაფერი ისე ფუნქციონირებს, როგორც უნდა. ვინაიდან ჩვენ არ გვაქვს გაშვების თარიღი და, შედეგად, არ ვიცით რა მოხვდება ტელესკოპის ხედვის ველში, დაკვირვებისთვის კონკრეტული ობიექტი არ არის შერჩეული. დიდი ალბათობით, ტელესკოპის ინსტრუმენტებს რომელიმე შორეულ ვარსკვლავზე დავაკალიბრებთ. ეს ყველაფერი შინაგანი პროცესებია - ჯერ უნდა დავრწმუნდეთ, რომ საერთოდ რაიმეს დანახვა შეგვიძლია.

თუმცა, მას შემდეგ რაც დავრწმუნდებით, რომ ყველა ხელსაწყო მუშაობს, პირდაპირ გადავალთ სამეცნიერო ექსპერიმენტებზე. მეცნიერთა გუნდი, რომელიც სპეციალიზირებულია გამოსახულებებში, განსაზღვრავს, რომელი სამიზნეები გამოიყურებიან მართლაც მომხიბვლელად და მოხიბლავს აუდიტორიას. სამუშაოს შეასრულებენ იგივე მხატვრები, რომლებიც მუშაობდნენ ჰაბლის სურათებთან - ესენი არიან ადამიანები, რომლებსაც აქვთ მრავალწლიანი გამოცდილება ასტრონომიული სურათების დამუშავებაში. გარდა ამისა, ჩატარდება აღჭურვილობის დამატებითი ტესტები.

მას შემდეგ რაც პირველი სურათები გამოვა, მეცნიერული დაკვირვებისთვის წელიწადზე ცოტა მეტი გვექნება. ეს მოიცავს უკვე ცნობილ პროგრამებს ძალიან შორეული გალაქტიკების, კვაზარების, ეგზოპლანეტების და იუპიტერის შესასწავლად. ზოგადად, ასტრონომები დააკვირდებიან ყველაფერს, რაც შესაძლებელია - აქტიური ვარსკვლავის წარმოქმნის უბნებიდან დაწყებული ყინულით პროტოპლანეტურ დისკებზე. ეს კვლევები ყველა ჩვენგანისთვის მნიშვნელოვანია: დანარჩენ სამეცნიერო საზოგადოებას შეეძლება ნახოს სხვა გუნდების შედეგები და გაიგოს, სად უნდა წავიდნენ ისინი შემდეგ.

კრისტინა ულასოვიჩი

ჯეიმს უების კოსმოსური ტელესკოპი. კრედიტი და საავტორო უფლება: NASA.

ჯეიმს უების კოსმოსური ტელესკოპი (JWST) ჯერ არ არის მისია და მისმა ბრჭყვიალა ოქროს სარკემ უკვე მიაღწია საკულტო სტატუსს. ეს სეგმენტირებული სარკე წააგავს მწერის თვალს და მომავალში, როდესაც „თვალი“ იწყებს მუშაობას ლაგრანგის წერტილში (L2), ის კაცობრიობას მიაწვდის ყველაზე დეტალურ მონაცემებს ჩვენი სამყაროს შესახებ. ტელესკოპის სარკე უკვე აწყობილია და გოდარდის კოსმოსური ფრენების ცენტრში სუფთა ოთახშია, რაც გვაძლევს თვალსაზრისს, თუ როგორი იქნება ტელესკოპი მისიის დაწყებისას.

მაშინაც კი, თუ თქვენ არ იცით არაფერი JWST-ის შესახებ, რას აკეთებს ან რას აკეთებს, თქვენ შთაბეჭდილება დარჩებით მხოლოდ მისი ყურებით. ცხადია, ეს არის მაღალტექნოლოგიური და უნიკალური ინსტრუმენტი. სინამდვილეში, ის შეიძლება ჩაითვალოს ხელოვნების ნიმუშად. მე, სამწუხაროდ, მინახავს თანამედროვე ხელოვნების ნაკლებად მიმზიდველი ქმნილებები, თქვენ?

რა თქმა უნდა, ბევრმა თქვენგანმა იცის ის ფაქტი, რომ JWST აჯობებს თავის წინამორბედს, ჰაბლის კოსმოსურ ტელესკოპს. და ეს სავსებით გასაგებია, თუ გავითვალისწინებთ იმ ფაქტს, რომ ჰაბლი გაუშვეს შორეული 1990 წლის აპრილში. მაგრამ ზუსტად როგორ შეუძლია JWST-ს გაუსწრო ჰაბლს და რა არის მისი მთავარი მიზნები?

JWST მისიის ძირითადი ამოცანები შეიძლება დაიყოს ოთხ სფეროდ:

1. ინფრაწითელი დაკვირვებები, რომლებიც შეიძლება დროის მანქანას შევადაროთ. ისინი საშუალებას გვაძლევს შევხედოთ პირველ ვარსკვლავებსა და გალაქტიკებს, რომლებიც ჩამოყალიბდნენ სამყაროში, 13 მილიარდი წლის წინ;
2. კაშკაშა სპირალური და ელიფსური გალაქტიკების, ასევე უფრო მკრთალი ადრეული გალაქტიკების შედარებითი შესწავლა;
3. გარე კოსმოსის ჟღერადობა, რომელიც საშუალებას გვაძლევს გავიხედოთ გაზისა და მტვრის ღრუბლებში ვარსკვლავებისა და პლანეტების ფორმირების პროცესების შესასწავლად;
4. ეგზოპლანეტების და მათი ატმოსფეროს შესწავლა, ასევე იქ ბიომარკერების აღმოჩენა.

ანუ, ეს საკმაოდ შთამბეჭდავი სიაა, თუნდაც იმ ეპოქაში, სადაც ადამიანები ტექნოლოგიურ და მეცნიერულ პროგრესს თავისთავად თვლიან. მაგრამ ამ დაგეგმილ მიზნებთან ერთად, ეჭვგარეშეა, იქნება გარკვეული სიურპრიზები. გამოცნობა, რომ ეს შეიძლება სისულელე იყოს, მაგრამ მაინც ვცადოთ.

ჩვენ გვჯერა, რომ დედამიწაზე აბიოგენეზის პროცესი საკმაოდ სწრაფად მოხდა, მაგრამ, სამწუხაროდ, შედარება არაფერი გვაქვს. ვიპოვით თუ არა ანალოგიებს შორეული ეგზოპლანეტების და მათი ატმოსფეროს შესწავლისას, მოვფენთ თუ არა სინათლეს სიცოცხლის გაჩენისთვის აუცილებელ პირობებს? წარმოუდგენლად ჩანს, მაგრამ ვინ იცის.

ჩვენ დარწმუნებული ვართ, რომ სამყარო ფართოვდება და ამის საკმაოდ ძლიერი მტკიცებულება არსებობს. რამე ახალს ვისწავლით ამ პროცესის შესახებ? ან ვიპოვით რამეს, რაც ნათელს მოჰფენს ბნელ მატერიას ან ბნელ ენერგიას და მათ როლს ადრეული სამყაროს ცხოვრებაში?

JWST. კრედიტი და საავტორო უფლება: NASA.

რა თქმა უნდა, ყველაფერი არ უნდა იყოს გასაოცარი, რომ იყოს საინტერესო. ასევე დამაინტრიგებელია მტკიცებულებების პოვნა, რომელიც მხარს დაუჭერს მიმდინარე თეორიებს. და "ჯეიმს უები" უნდა მოგვაწოდოს ეს მტკიცებულება.

ეჭვგარეშეა, რომ JWST შეძლებს ჰაბლის ტელესკოპის გადალახვას. მაგრამ ადამიანების ერთი ან ორი თაობისთვის ჰაბლი ყოველთვის განსაკუთრებულ ადგილს დაიკავებს. მან გააკვირვა და დააინტერესა ბევრი ჩვენგანი ნისლეულების, გალაქტიკების და სხვა ობიექტების თვალწარმტაცი სურათებით მისი ცნობილი ღრმა ველის მისიაზე და, რა თქმა უნდა, მისი სამეცნიერო კვლევებით. ჰაბლი ალბათ პირველი ტელესკოპია, რომელმაც სახელგანთქმული სტატუსი მიაღწია.

„ჯეიმს უები“ ალბათ ვერასოდეს მიიღებს იმ განსაკუთრებულ სტატუსს, რომელიც „ჰაბლმა“ შეიძინა. ეს დაახლოებით ასეა: "არსებობს მხოლოდ ერთი ბითლზი" ან "ერთადერთი ასეთი". მაგრამ JWST იქნება ბევრად უფრო მძლავრი ხელსაწყო და გაგვიმხილავს ბევრი რამ, რაც მიუწვდომელი იყო ჰაბლისთვის.

თუ ყველაფერი გეგმის მიხედვით წავა, მაშინ JWST იქნება გრანდიოზული ტექნოლოგიური მიღწევა მთელი კაცობრიობისთვის. მისი უნარი დაინახოს გაზისა და მტვრის ღრუბლებში, ან დროში გადახედოს სამყაროს ადრეული დღეების დასანახად, მას ძლიერ სამეცნიერო ინსტრუმენტად აქცევს.

მთავარი კონტრაქტორები ნორტროპ გრუმანი
ბურთი Aerospace ტალღის დიაპაზონი 0.6-28 μm (ხილული და ინფრაწითელი ნაწილები) მდებარეობა ლაგრანგის წერტილი L 2 მზე - დედამიწის სისტემა (დედამიწიდან 1,5 მილიონი კმ მზის საპირისპირო მიმართულებით) ორბიტის ტიპი ჰალო ორბიტა გაშვების თარიღი 2021 წლის 30 მარტი საიტის გაშვება კურუ ორბიტის გამშვები Ariane-5 ან Ariane-6 ხანგრძლივობა 5-10 წელი დეორბიტის თარიღი დაახლოებით 2024 წელს წონა 6.2 ტონა ტელესკოპის ტიპი კორშის ამრეკლავი ტელესკოპი დიამეტრი დაახლოებით 6,5 მ თავშეყრის ადგილი
ზედაპირები დაახლოებით 25 მ² ფოკუსური მანძილი 131,4 მ სამეცნიერო ინსტრუმენტები

• MIRI

შუა ინფრაწითელი ინსტრუმენტი

• NIRCam

ინფრაწითელ კამერასთან ახლოს

• NIRSpec

ინფრაწითელი სპექტროგრაფის მახლობლად

• FGS/NIRISS

მშვენიერი მიმანიშნებელი სენსორი ახლო ინფრაწითელი გამოსახულების საშუალებით და უწყვეტი სპექტროგრაფით საიტი www.jwst.nasa.gov მედია ფაილები Wikimedia Commons-ზე

თავდაპირველად მას ახალი თაობის კოსმოსური ტელესკოპი ერქვა. შემდეგი თაობის კოსმოსური ტელესკოპი, NGST). 2002 წელს მას სახელი ეწოდა ნასას მეორე ხელმძღვანელის, ჯეიმს უების (1906-1992) პატივსაცემად, რომელიც ხელმძღვანელობდა სააგენტოს 1961-1968 წლებში აპოლოს პროგრამის განხორციელების დროს.

ჯეიმს ვებს ექნება 6,5 მეტრი დიამეტრის კომპოზიტური სარკე 25 მ² შეგროვების ზედაპირით, რომელიც დაფარულია მზისა და დედამიწის ინფრაწითელი გამოსხივებისგან თერმული ეკრანით. ტელესკოპი განთავსდება ჰალო ორბიტაზე მზე-დედამიწის სისტემის ლაგრანგის წერტილში L 2.

პროექტი არის 17 ქვეყნის საერთაშორისო თანამშრომლობის შედეგი, რომელსაც ხელმძღვანელობს NASA, ევროპისა და კანადის კოსმოსური სააგენტოების მნიშვნელოვანი წვლილით.

ამჟამინდელი გეგმები ითვალისწინებს ტელესკოპის გაშვებას Ariane 5-ის რაკეტაზე 2021 წლის მარტში. ამ შემთხვევაში პირველი სამეცნიერო კვლევები 2021 წლის შემოდგომაზე დაიწყება. ტელესკოპის სიცოცხლე იქნება მინიმუმ ხუთი წელი.

Დავალებები

ასტროფიზიკა

JWST-ის ძირითადი მიზნებია: დიდი აფეთქების შემდეგ წარმოქმნილი პირველი ვარსკვლავებისა და გალაქტიკების სინათლის აღმოჩენა, გალაქტიკების, ვარსკვლავების, პლანეტარული სისტემების და სიცოცხლის წარმოშობის წარმოქმნისა და განვითარების შესწავლა. ასევე, „ვებს“ შეეძლება გითხრათ, როდის და სად დაიწყო სამყაროს რეიონიზაცია და რამ გამოიწვია იგი.

ეგზოპლანეტოლოგია

ტელესკოპი საშუალებას მისცემს აღმოაჩინოს შედარებით ცივი ეგზოპლანეტები, რომელთა ზედაპირის ტემპერატურა 300 K-მდეა (რაც თითქმის უდრის დედამიწის ზედაპირის ტემპერატურას), რომლებიც მდებარეობს 12 AU-ზე შორს. ე. მათი ვარსკვლავებიდან და დედამიწიდან 15 სინათლის წლამდე მანძილზე. მზესთან ყველაზე ახლოს მდებარე ორ ათეულზე მეტი ვარსკვლავი მოხვდება დეტალური დაკვირვების ზონაში. JWST-ის წყალობით, მოსალოდნელია რეალური გარღვევა ეგზოპლანეტოლოგიაში - ტელესკოპის შესაძლებლობები საკმარისი იქნება არა მხოლოდ თავად ეგზოპლანეტების აღმოსაჩენად, არამედ ამ პლანეტების თანამგზავრებისა და სპექტრული ხაზების აღმოსაჩენადაც კი (რაც მიუწვდომელი მაჩვენებელი იქნება ნებისმიერი სახმელეთო და კოსმოსისთვის. ტელესკოპი 2025 წლამდე, როდესაც დაინერგება ევროპის უკიდურესად დიდი ტელესკოპი სარკის დიამეტრით 39,3 მ). ეგზოპლანეტების ძიება ასევე გამოიყენებს კეპლერის ტელესკოპის მიერ 2009 წლიდან შეგროვებულ მონაცემებს. თუმცა, ტელესკოპის შესაძლებლობები არ იქნება საკმარისი აღმოჩენილი ეგზოპლანეტების გადასაღებად. ასეთი შესაძლებლობა არ გამოჩნდება 2030-იანი წლების შუა ხანებამდე, როდესაც ჯეიმს ვების მემკვიდრე ტელესკოპი, ATLAST, გაუშვებენ.

მზის სისტემის წყლის სამყაროები

ტელესკოპის ინფრაწითელი ინსტრუმენტები გამოყენებული იქნება მზის სისტემის წყლის სამყაროების შესასწავლად - იუპიტერის მთვარე ევროპა და სატურნის მთვარე ენცელადუსი. NIRSpec ინსტრუმენტი გამოყენებული იქნება ბიოხელმოწერების (მეთანი, მეთანოლი, ეთანი) მოსაძებნად ორივე მთვარის გეიზერებში.

NIRCam ინსტრუმენტი შეძლებს ევროპის მაღალი რეზოლუციის სურათების მიღებას, რომლებიც გამოყენებული იქნება მისი ზედაპირის შესასწავლად და გეიზერებისა და მაღალი გეოლოგიური აქტივობის მქონე რეგიონების მოსაძებნად. ჩაწერილი გეიზერების შემადგენლობა გაანალიზდება NIRSpec და MIRI ინსტრუმენტების გამოყენებით. ამ კვლევებიდან მიღებული მონაცემები ასევე გამოყენებული იქნება Europa Clipper-ის გამოკითხვაში.

Enceladus-ისთვის, მისი დისტანციურობისა და მცირე ზომის გამო, შეუძლებელი იქნება მაღალი გარჩევადობის სურათების მიღება, მაგრამ ტელესკოპის შესაძლებლობები საშუალებას მოგვცემს გავაანალიზოთ მისი გეიზერების მოლეკულური შემადგენლობა.

ამბავი

დაგეგმილი გაშვების თარიღისა და ბიუჯეტის შეცვლა

წელიწადი	დაგეგმილი გაშვების თარიღი	დაგეგმილი ბიუჯეტი (მილიარდ დოლარი)
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	არა უადრეს 2015 წლის სექტემბრისა	≥6,5
2011	2018	8,7
2013	2018	8,8
2017	2019 წლის გაზაფხული	8,8
2018	არა უადრეს 2020 წლის მარტისა	≥8,8
2018	2021 წლის 30 მარტი	9,66

თავდაპირველად, გაშვება იყო დაგეგმილი 2007 წელს, მოგვიანებით იგი რამდენჯერმე გადაიდო (იხ. ცხრილი). სარკის პირველი სეგმენტი ტელესკოპზე მხოლოდ 2015 წლის ბოლოს დამონტაჟდა, ხოლო მთავარი კომპოზიციური სარკე სრულად აწყობილი მხოლოდ 2016 წლის თებერვალში. 2018 წლის გაზაფხულიდან დაგეგმილი გაშვების თარიღი გადავიდა 2021 წლის 30 მარტამდე.

დაფინანსება

რამდენჯერმე გაიზარდა პროექტის ღირებულებაც. 2011 წლის ივნისში ცნობილი გახდა, რომ ტელესკოპის ღირებულებამ სულ მცირე ოთხჯერ გადააჭარბა თავდაპირველ შეფასებებს. 2011 წლის ივლისში კონგრესის მიერ შემოთავაზებული NASA-ს ბიუჯეტში ვარაუდობდნენ, რომ ტელესკოპის მშენებლობის დაფინანსება შეწყვეტილიყო პროგრამის ბიუჯეტის არასწორი მართვისა და გადაჭარბების გამო, მაგრამ ბიუჯეტი გადაიხედა იმავე წლის სექტემბერში და პროექტმა შეინარჩუნა დაფინანსება. საბოლოო გადაწყვეტილება დაფინანსების გაგრძელების შესახებ სენატმა 2011 წლის 1 ნოემბერს მიიღო.

2013 წელს ტელესკოპის მშენებლობაზე 626,7 მილიონი დოლარი გამოიყო.

2018 წლის გაზაფხულისთვის პროექტის ღირებულება 9,66 მილიარდ დოლარამდე გაიზარდა.

ოპტიკური სისტემის დამზადება

პრობლემები

ტელესკოპის მგრძნობელობა და მისი გადაჭრის ძალა პირდაპირ კავშირშია სარკის ფართობის ზომასთან, რომელიც აგროვებს შუქს ობიექტებიდან. მეცნიერებმა და ინჟინრებმა დაადგინეს, რომ პირველ სარკეს უნდა ჰქონდეს მინიმალური დიამეტრი 6,5 მეტრი, რათა გაზომოს შუქი ყველაზე შორეული გალაქტიკებიდან. უბრალოდ ჰაბლის ტელესკოპის მსგავსი სარკის გაკეთება, მაგრამ უფრო დიდი, მიუღებელია, რადგან მისი მასა ძალიან დიდი იქნებოდა ტელესკოპის კოსმოსში გასაშვებად. მეცნიერთა და ინჟინრების გუნდს სჭირდებოდა გამოსავლის პოვნა, რათა ახალ სარკეს ჰაბლის ტელესკოპის სარკის მასის 1/10 ჰქონოდა ერთეულ ფართობზე.

განვითარება და ტესტირება

წარმოება

"ვებ" სარკესთვის გამოიყენება ბერილიუმის სპეციალური სახეობა. ეს არის წვრილი ფხვნილი. ფხვნილი მოთავსებულია უჟანგავი ფოლადის კონტეინერში და დაჭერით ბრტყელ ფორმაში. ფოლადის კონტეინერის ამოღების შემდეგ, ბერილიუმის ნაჭერი იჭრება შუაზე, რათა შეიქმნას ორი სარკის ბლანკი დაახლოებით 1,3 მეტრის სიგანეზე. თითოეული სარკის ბლანკი გამოიყენება ერთი სეგმენტის შესაქმნელად.

სარკის ფორმირების პროცესი იწყება ბერილიუმის ბლანკის უკანა მხარეს ჭარბი მასალის ამოჭრით ისე, რომ დარჩეს წვრილი ნეკნებიანი სტრუქტურა. თითოეული სამუშაო ნაწილის წინა მხარე გლუვდება, დიდი სარკეში სეგმენტის პოზიციის გათვალისწინებით.

შემდეგ თითოეული სარკის ზედაპირი დაფქვა, რათა გამოთვლილთან ახლოს ფორმა მისცეს. ამის შემდეგ სარკე საგულდაგულოდ არის გათლილი და გაპრიალებული. ეს პროცესი მეორდება მანამ, სანამ სარკის სეგმენტის ფორმა იდეალურთან ახლოს იქნება. შემდეგ სეგმენტი გაცივდება −240 °C ტემპერატურამდე და სეგმენტის ზომები იზომება ლაზერული ინტერფერომეტრის გამოყენებით. შემდეგ სარკე, მიღებული ინფორმაციის გათვალისწინებით, გადის საბოლოო გაპრიალებას.

როდესაც სეგმენტი დასრულდება, სარკის წინა ნაწილი დაფარულია ოქროს თხელი ფენით, რათა უკეთ აისახოს ინფრაწითელი გამოსხივება 0,6-29 მიკრონი დიაპაზონში, ხოლო დასრულებული სეგმენტი ხელახლა ტესტირება ხდება კრიოგენურ ტემპერატურაზე.

ტესტირება

2017 წლის 10 ივლისი - ჰიუსტონის ჯონსონის კოსმოსურ ცენტრში, ტელესკოპის საბოლოო კრიოგენული ტესტის დასაწყისი 37 გრადუსზე, რომელიც გაგრძელდა 100 დღე.

ჰიუსტონში ტესტირების გარდა, მანქანამ გაიარა მექანიკური ტესტების სერია გოდარდის კოსმოსური ფრენის ცენტრში, რამაც აჩვენა, რომ მას გაუძლებს გაშვებას მძიმე გამშვები მანქანის გამოყენებით.

2018 წლის თებერვლის დასაწყისში, გიგანტური სარკეები და სხვადასხვა ინსტრუმენტები გადაეცა Northrop Grumman-ის ობიექტს რედონდო ბიჩზე ტელესკოპის შეკრების ბოლო ეტაპისთვის. იქ უკვე მიმდინარეობს ტელესკოპის მამოძრავებელი მოდულის და მისი მზისგან დამცავი მასალის მშენებლობა. როდესაც მთელი სტრუქტურა შეიკრიბება, ის კალიფორნიიდან საზღვაო გემით საფრანგეთის გვიანაში გაიგზავნება.

აღჭურვილობა

JWST-ს ექნება შემდეგი სამეცნიერო ინსტრუმენტები კოსმოსური კვლევის ჩასატარებლად:

• ახლო ინფრაწითელი კამერა (ინგლ. Near-infrared camera);
• ინფრაწითელი გამოსხივების საშუალო დიაპაზონში მუშაობის მოწყობილობა (ინგლისური Mid-Infrared Instrument, MIRI);
• ინფრაწითელი სპექტროგრაფის მახლობლად ახლო ინფრაწითელი სპექტროგრაფი, NIRSpec);
• მშვენიერი სახელმძღვანელო სენსორი (ინგლ. Fine Guidance Sensor, FGS) და გამოსახულების მოწყობილობა ახლო ინფრაწითელ დიაპაზონში და უწყვეტი სპექტროგრაფი (ინგლ. ინფრაწითელ გამოსახულებასთან და უნაყოფო სპექტროგრაფთან ახლოს, NIRISS).

ინფრაწითელ კამერასთან ახლოს

ახლო ინფრაწითელი კამერა არის Webb-ის მთავარი გამოსახულების ერთეული და შედგება მასივისაგან ვერცხლისწყალი-კადმიუმ-ტელურიუმიდეტექტორები. მოწყობილობის მუშაობის დიაპაზონი არის 0,6-დან 5 მკმ-მდე. მისი განვითარება დაევალა არიზონას უნივერსიტეტს და Lockheed Martin-ის მოწინავე ტექნოლოგიების ცენტრს.

მოწყობილობის ამოცანები მოიცავს:

• ადრეული ვარსკვლავებისა და გალაქტიკების სინათლის გამოვლენა მათი წარმოქმნის ეტაპზე;
• ახლომდებარე გალაქტიკებში ვარსკვლავური პოპულაციების შესწავლა;
• ახალგაზრდა ვარსკვლავების შესწავლა ირმის ნახტომისა და კოიპერის სარტყლის ობიექტებში;
• გალაქტიკების მორფოლოგიისა და ფერის განსაზღვრა მაღალი წითელ ცვლის დროს;
• შორეული ზეახალი ვარსკვლავების სინათლის მოსახვევების განსაზღვრა;
• ბნელი მატერიის რუქის შექმნა გრავიტაციული ლინზირების გამოყენებით.

ბევრი ობიექტი, რომელსაც Webb შეისწავლის, ასხივებს იმდენად მცირე სინათლეს, რომ ტელესკოპს სჭირდება მათგან სინათლის შეგროვება ასობით საათის განმავლობაში სპექტრის გასაანალიზებლად. ტელესკოპის მუშაობის 5 წლის განმავლობაში ათასობით გალაქტიკის შესასწავლად, სპექტროგრაფი შეიქმნა 100 ობიექტზე ერთდროულად 3 × 3 რკალის წუთში ცის არეში დაკვირვების უნარით. ამისათვის გოდარდის მეცნიერებმა და ინჟინრებმა შეიმუშავეს ახალი მიკროჩამკეტის ტექნოლოგია სპექტროგრაფში შემავალი სინათლის გასაკონტროლებლად.

ტექნოლოგიის არსი, რომელიც საშუალებას გაძლევთ მიიღოთ 100 ერთდროულადსპექტრები, შედგება მიკროელექტრომექანიკური სისტემისგან, რომელსაც ეწოდება "მიკროჩამკეტების მასივი" (ინგლ. microshutter array). NIRSpec სპექტროგრაფის მიკროჩამკეტის უჯრედებს აქვთ ხუფები, რომლებიც იხსნება და იხურება მაგნიტური ველის გავლენის ქვეშ. თითოეული 100 x 200 μm ზომის უჯრედი ინდივიდუალურად კონტროლდება და შეიძლება იყოს ღია ან დახურული, რაც უზრუნველყოფს ან, პირიქით, ბლოკავს ცის ნაწილს სპექტროგრაფს, შესაბამისად.

ეს არის ეს რეგულირება, რომელიც საშუალებას აძლევს ინსტრუმენტს შეასრულოს ამდენი ობიექტის სპექტროსკოპია ერთდროულად. იმის გამო, რომ NIRSpec-ის მიერ შესამოწმებელი ობიექტები შორს არის და ბუნდოვანია, ინსტრუმენტს სჭირდება დათრგუნოს რადიაცია უფრო ახლოს მდებარე ნათელი წყაროებიდან. მიკროჩამკეტები მუშაობს ისევე, როგორც ადამიანები თვალისმომჭრელად, რათა ფოკუსირება მოახდინონ ობიექტზე არასასურველი სინათლის წყაროს დაბლოკვით.

მოწყობილობა უკვე შემუშავებულია და ამჟამად ევროპაში ტესტირება მიმდინარეობს.

ინფრაწითელი გამოსხივების საშუალო დიაპაზონში მუშაობის მოწყობილობა

მოწყობილობა ინფრაწითელი გამოსხივების საშუალო დიაპაზონში მუშაობისთვის (5 - 28 მკმ) შედგება კამერისგან, სენსორით, რომლის გარჩევადობაა 1024×1024 პიქსელი და სპექტროგრაფი.

MIRI შედგება დარიშხან-სილიციუმის დეტექტორების სამი მასივისაგან. ამ მოწყობილობის მგრძნობიარე დეტექტორები საშუალებას მოგცემთ იხილოთ შორეული გალაქტიკების წითელ გადაადგილება, ახალი ვარსკვლავებისა და სუსტად ხილული კომეტების ფორმირება, ასევე კოიპერის სარტყელში არსებული ობიექტები. კამერის მოდული უზრუნველყოფს ობიექტების გადაღების შესაძლებლობას ფართო სიხშირის დიაპაზონში დიდი ხედვის ველით, ხოლო სპექტროგრაფის მოდული უზრუნველყოფს საშუალო გარჩევადობის სპექტროსკოპიას უფრო მცირე ხედვით, რაც საშუალებას მოგცემთ მიიღოთ დეტალური ფიზიკური მონაცემები შორეული ობიექტების შესახებ.

რეიტინგული სამუშაო ტემპერატურა MIRI - 7 - ისთვის . ასეთი ტემპერატურის მიღწევა შეუძლებელია მხოლოდ პასიური გაგრილების სისტემის გამოყენებით. ამის ნაცვლად, გაგრილება ხდება ორ ეტაპად: წინასწარი გაგრილების განყოფილება, რომელიც დაფუძნებულია იმპულსურ მილზე, აგრილებს მოწყობილობას 18 კ-მდე, შემდეგ კი ადიაბატური თბომცვლელი (ჯულ-ტომსონის ეფექტი) ამცირებს ტემპერატურას 7 კ-მდე.

MIRI შეიმუშავებს ჯგუფის მიერ, სახელწოდებით MIRI Consortium, რომელიც შედგება ევროპელი მეცნიერებისა და ინჟინრებისგან, კალიფორნიის რეაქტიული ძრავის ლაბორატორიის ჯგუფიდან და მრავალი ამერიკული ინსტიტუტის მეცნიერებისგან.

FGS/NIRISS

Fine Guidance Sensor (FGS) და ახლო ინფრაწითელი გამოსახულების მოწყობილობა და უწყვეტი სპექტროგრაფი (NIRISS) ერთად იქნება შეფუთული Webb-ში, მაგრამ ისინი არსებითად ორი განსხვავებული მოწყობილობაა. ორივე მოწყობილობა შემუშავებულია კანადის კოსმოსური სააგენტოს მიერ და უკვე მოიპოვა მეტსახელი „კანადური თვალები“ ​​„კანადური ხელის“ ანალოგიით. ეს ინსტრუმენტი უკვე ინტეგრირებულია სტრუქტურასთან ISIM 2013 წლის თებერვალში.

მშვენიერი სახელმძღვანელო სენსორი

მშვენიერი სახელმძღვანელო სენსორი ( FGS) საშუალებას მისცემს Webb-ს შექმნას ზუსტი მითითებები, რათა შეძლოს მაღალი ხარისხის სურათების მიღება.

კამერა FGSშეუძლია შექმნას გამოსახულება ცის ორი მიმდებარე მონაკვეთიდან ზომით 2.4 × 2.4 რკალის წუთი თითოეული, და ასევე წაიკითხოს ინფორმაცია 16 ჯერ წამში 8 × 8 ზომის პიქსელების მცირე ჯგუფებიდან, რაც საკმარისია შესაბამისი მითითების მოსაძებნად. ვარსკვლავი 95%-იანი ალბათობით ცის ნებისმიერ წერტილში, მათ შორის მაღალ განედებში.

ძირითადი ფუნქციები FGSმოიცავს:

• გამოსახულების მიღება კოსმოსში ტელესკოპის პოზიციის დასადგენად;
• წინასწარ შერჩეული საცნობარო ვარსკვლავების მიღება;
• პოზიციის კონტროლის სისტემის უზრუნველყოფა დამოკიდებულების კონტროლის სისტემა, რომელიც ზომავს საცნობარო ვარსკვლავების ცენტრს წამში 16-ჯერ.

ტელესკოპის გაშვების დროს FGSასევე შეატყობინებს გადახრებს მთავარი სარკის განლაგებისას.

ინფრაწითელი გამოსახულების მოწყობილობასთან და უწყვეტ სპექტროგრაფთან ახლოს

ახლო ინფრაწითელი გამოსახულების მოწყობილობა და უწყვეტი სპექტროგრაფი (NIRISS) მუშაობს 0,8 - დიაპაზონში. 5.0 მკმდა არის სპეციალიზებული ინსტრუმენტი სამი ძირითადი რეჟიმით, რომელთაგან თითოეული მუშაობს ცალკე დიაპაზონში.

NIRISS გამოყენებული იქნება შემდეგი სამეცნიერო ამოცანების შესასრულებლად:

• "პირველი შუქის" მიღება;
• ეგზოპლანეტების აღმოჩენა;
• მათი მახასიათებლების მიღება;
• სატრანზიტო სპექტროსკოპია.

იხილეთ ასევე

შენიშვნები

შენიშვნები

სქოლიოები

1. ჯიმ ბრაიდენსტაინი Twitter-ზე: "ჯეიმს უების კოსმოსური ტელესკოპი გამოიმუშავებს თავის მსგავს, მსოფლიო დონის მეცნიერებას. დამოუკიდებელი მიმოხილვის საბჭოს რეკომენდაციებზე დაყრდნობით,...
2. შემდგომი შეფერხებით, Webb ტელესკოპს ემუქრება მისი რაკეტის დანახვის რისკი | Ars Technica
3. https://www.ama-science.org/proceedings/details/368
4. ნასამ დაასრულა ვებ ტელესკოპის მიმოხილვა და 2021 წლის დასაწყისში გაშვებას აპირებს(ინგლისური) . NASA (27 ივნისი, 2018). წაკითხულია 2018 წლის 28 ივნისს.
5. ყინულოვანი მთვარეები, გალაქტიკების გროვები და შორეული სამყაროები ჯეიმს უების კოსმოსური ტელესკოპის შერჩეულ სამიზნეებს შორის (განუსაზღვრელი) (2017 წლის 15 ივნისი).
6. https://nplus1.ru/news/2017/06/16/webb-telescope (განუსაზღვრელი) (2017 წლის 16 ივნისი).
7. ვებ მეცნიერება: ბნელი საუკუნეების დასასრული: პირველი სინათლე და რეიონიზაცია (განუსაზღვრელი) . NASA. წაკითხვის თარიღი: 2013 წლის 18 მარტი. დაარქივებულია ორიგინალიდან 2013 წლის 21 მარტს.
8. მწიკვი უსასრულობა (განუსაზღვრელი) (2013 წლის 25 მარტი). დაარქივებულია ორიგინალიდან 2013 წლის 4 აპრილი.
9. კეპლერმა დედამიწის ათი ახალი შესაძლო ტყუპი იპოვა (განუსაზღვრელი) (2017 წლის 19 ივნისი).
10. NASA-ს ვებ ტელესკოპი შეისწავლის ჩვენი მზის სისტემის „ოკეანის სამყაროებს“ (განუსაზღვრელი) (2017 წლის 24 აგვისტო).
11. ბერარდელი, ფილ. შემდეგი თაობის კოსმოსური ტელესკოპი გადახედავს დროისა და სივრცის დასაწყისს, CBS (1997 წლის 27 ოქტომბერი).
12. შემდეგი თაობის კოსმოსური ტელესკოპი (NGST) (განუსაზღვრელი) . ტორონტოს უნივერსიტეტი (1998 წლის 27 ნოემბერი).
13. რაიხჰარდტი, ტონი.აშშ ასტრონომია: არის თუ არა შემდეგი დიდი რამ ძალიან დიდი? (ინგლისური) // ბუნება. - 2006. - მარტი (ტ. 440, No 7081). - გვ 140-143. - DOI: 10.1038/440140a. - ბიბკოდი: 2006Natur.440..140R.
14. კოსმოსური სხივების უარყოფა NGST-ით (განუსაზღვრელი) .
15. MIRI სპექტრომეტრი NGST-ისთვის (განუსაზღვრელი) (მიუწვდომელია ბმული). დაარქივებულია ორიგინალიდან 2011 წლის 27 სექტემბერს.
16. NGST ყოველკვირეული მისია (განუსაზღვრელი) (2002 წლის 25 აპრილი).
17. NASA ცვლის ჯეიმს უების კოსმოსური ტელესკოპის კონტრაქტს (განუსაზღვრელი) (2003 წლის 12 ნოემბერი).