Пять фактов о космическом телескопе NASA «Джеймс Уэбб»

Космический телескоп NASA «Джеймс Уэбб», самая мощная из когда-либо построенных космических обсерваторий, будет запущен в конце декабря текущего года.

«Джеймс Уэбб» — чудо инженерной мысли, которое поможет ответить на фундаментальные вопросы о Вселенной, заглянув в невообразимо далеко прошлое. Перед вами пять любопытных фактов об этом космическом телескопе, которые нужно знать:

Гигантское золотое зеркало

Центральным элементом телескопа является огромное главное зеркало, которое представляет собой вогнутую структуру шириной 6,5 метра, состоящую из 18 меньших шестиугольных зеркал. Они сделаны из бериллия, покрытого золотом, что делает их идеально оптимизированными для отражения инфракрасного света из дальних уголков Вселенной.

«Джеймс Уэбб» также имеет четыре научных инструмента для выполнения двух основных задач: получение изображений космических объектов и спектроскопия — разбиение света на отдельные длины волн для изучения физических и химических свойств материи.

Зеркало и инструменты будут надежно защищены пятислойным солнцезащитным козырьком, который имеет форму воздушного змея и способен разворачиваться до размеров теннисного корта. Его мембраны состоят из каптона, материала, известного своей высокой термостойкостью и стабильностью в широком диапазоне температур — и то, и другое жизненно важно, поскольку обращенная к Солнцу сторона экрана будет нагреваться до 110 градусов Цельсия, в то время как другая сторона будет охлаждаться до -236,6 градуса Цельсия.

У телескопа также есть «шина космического корабля», содержащая его подсистемы для подачи электроэнергии, движения, связи, ориентации, нагрева и обработки данных; В общем, «Джеймс Уэбб» весит примерно как школьный автобус.

Далекое путешествие

Телескоп будет выведен на орбиту на расстоянии около 1,6 миллиона километров от Земли, что примерно в четыре раза больше расстояния от нашей планеты до Луны. Чтобы достичь этой области, известной как вторая точка Лагранжа, или L2, потребуется около месяца.

В отличие от NASA/ESA «Хаббл», нынешнего ведущего космического телескопа, вращающегося вокруг планеты, «Джеймс Уэбб» будет вращаться вокруг Солнца. Он займет позицию прямо за Землей с точки зрения Солнца, что позволит ему оставаться на ночной стороне нашей планеты. Солнцезащитный экран «Джеймса Уэбба» всегда будет между зеркалом и нашей звездой.

Хай-тек оригами от NASA

Поскольку телескоп довольно большой, чтобы поместиться в носовой обтекатель ракеты в рабочем состоянии, его необходимо транспортировать в сложенном виде в стиле оригами. Грядущее развертывание будет самым сложным и рискованным из всех, что доводилось выполнять NASA.

Примерно через 30 минут после запуска будет развернута антенна связи и солнечные батареи, обеспечивающие телескоп энергией. Затем, на шестой день путешествия, начнется развертывание солнцезащитного козырька, сложенного гармошкой. Его тонкие мембраны будут управляться сложным механизмом, включающим 400 шкивов и 400 метров кабеля.

На второй неделе полета настанет очередь открытия зеркал. После достижения окончательной конфигурации инструменты будет необходимо охладить и откалибровать, а зеркала очень точно отрегулировать.

Примерно через полгода после старта телескоп будет готов к работе.

Цели миссии

У «Джеймса Уэбба» две основные научные миссии, на которые в совокупности будет приходиться более половины времени наблюдения. Во-первых, телескоп будет изучать ранние фазы космической истории, оглядываясь в прошлое на несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва. Астрономы хотят понять, как образовались самые первые галактики со звездами, и как они эволюционировали с течением времени.

Вторая цель телескопа — изучение экзопланет, то есть планет за пределами Солнечной системы. «Джеймс Уэбб» будет использовать свои возможности по максимуму для изучения атмосфер далеких миров и исследования вероятности зарождения там жизни.

Одно из ключевых преимуществ «Джеймса Уэбба» заключается в его возможности использования инфракрасного излучения. В отличие от ультрафиолетового и видимого света, в котором в основном работает «Хаббл», более длинные волны инфракрасного света легче проникают в пыль, что позволит более четко видеть раннюю Вселенную, окутанную плотными облаками газа и пыли.

Инфракрасное излучение также позволит ученым «вернуться в прошлое» благодаря явлению, называемого красным смещением. Свет от более удаленных объектов растягивается по мере расширения Вселенной в сторону инфракрасного конца спектра.

Также запланированы наблюдения за Марсом и Европой, ледяным спутником Юпитера.

Длительный путь к запуску

Астрономы начали обсуждать идею создания телескопа, который однажды придет на смену «Хабблу» еще в 1990-х годах, а строительство «Джеймса Уэбба» началось в 2004 году. Запуск откладывался несколько раз: сначала на 2007 год, затем на 2018 год… в основном из-за сложностей, связанных с разработкой.

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» является результатом международного сотрудничества и объединяет американские, канадские и европейские инструменты.

Над проектом работали более 10 000 человек, а итоговый бюджет составил около 10 миллиардов долларов. Миссия рассчитана как минимум на пять лет интенсивных исследований, но, надеемся, что телескоп проработает несколько десятилетий.

Обновление от 25 декабря 2021 года: Состоялся запуск космического телескопа NASA «Джеймс Уэбб».