Har bir qoʻshimcha santimetr diafragma, kuzatish vaqtining har bir qoʻshimcha soniyasi va atmosfera pardasining har bir qoʻshimcha atomi teleskopning koʻrish maydonidan olib tashlanishi bilan koinotni yaxshiroq, chuqurroq va tiniqroq koʻrish mumkin.
25 yil Hubble
Xabbl teleskopi 1990-yilda ishlay boshlaganida, u astronomiyada yangi davr - koinotni boshlab berdi. Atmosfera bilan kurashish, bulutlar yoki elektromagnit miltillash haqida tashvishlanish endi yo'q edi. Faqat sun'iy yo'ldoshni nishonga joylashtirish, uni barqarorlashtirish va fotonlarni yig'ish talab qilingan. 25 yil ichida kosmik teleskoplar butun elektromagnit spektrni qamrab ola boshladi va birinchi marta koinotni yorug'likning har bir to'lqin uzunligida ko'rish imkonini berdi.
Ammo bilimimiz oshgani sayin noma'lum haqidagi tushunchamiz ham ortib bordi. Biz koinotga qanchalik uzoqqa nazar tashlasak, o'tmishni shunchalik chuqurroq ko'ramiz: Katta portlashdan keyingi cheksiz vaqt yorug'likning cheklangan tezligi bilan birgalikda biz kuzatishimiz mumkin bo'lgan chegarani ta'minlaydi. Bundan tashqari, kosmosning kengayishi to'lqin uzunligini cho'zish orqali bizga qarshi ishlaydikoinot bo'ylab sayohat qilgan yulduzlarning yorug'ligi bizning ko'zimizga. Hatto biz kashf etgan koinotning eng chuqur va hayajonli tasvirini taqdim etuvchi Hubble teleskopi ham bu borada cheklangan.
Hubblening kamchiliklari
Hubble ajoyib teleskop, lekin u bir qator asosiy cheklovlarga ega:
- Diametri bor-yoʻgʻi 2,4m, uning oʻlchamlarini cheklaydi.
- O'zlashtiruvchi materiallar bilan qoplanganiga qaramay, u doimo to'g'ridan-to'g'ri quyosh nuriga ta'sir qiladi, bu esa uni isitadi. Bu termal effektlar tufayli u 1,6 mkm dan ortiq yorug‘lik to‘lqin uzunliklarini kuzata olmasligini bildiradi.
- Cheklangan diafragma va u sezgir boʻlgan toʻlqin uzunliklarining kombinatsiyasi teleskop 500 million yildan ortiq boʻlmagan galaktikalarni koʻra olishini bildiradi.
Bu galaktikalar goʻzal, uzoq va koinot hozirgi yoshining atigi 4%ini tashkil qilganda mavjud boʻlgan. Ammo yulduzlar va galaktikalar bundan oldin ham mavjud bo'lganligi ma'lum.
Buni koʻrish uchun teleskop yuqori sezuvchanlikka ega boʻlishi kerak. Bu Hubbledan ko'ra uzunroq to'lqin uzunliklari va past haroratlarga o'tishni anglatadi. Shuning uchun Jeyms Uebb kosmik teleskopi qurilmoqda.
Fan istiqbollari
Jeyms Uebb kosmik teleskopi (JWST) aynan mana shu cheklovlarni yengish uchun moʻljallangan: diametri 6,5 m boʻlgan teleskop Xabblga qaraganda 7 barobar koʻproq yorugʻlikni toʻplaydi. U ochadi600 nm dan 6 mkm gacha bo'lgan yuqori aniqlikdagi ultra-spektroskopiya (Xabbl ko'ra oladigan to'lqin uzunligidan 4 baravar katta), spektrning o'rta infraqizil hududida kuzatuvlarni har qachongidan ham yuqori sezuvchanlik bilan amalga oshirish uchun. JWST Plutonning sirt haroratiga passiv sovutishdan foydalanadi va o'rta infraqizil asboblarni 7K gacha faol sovutishga qodir.
U ruxsat beradi:
- eng qadimgi galaktikalarni kuzating;
- neytral gaz orqali koʻring va birinchi yulduzlarni va koinotning qayta ionlanishini tekshirib koʻring;
- Katta portlashdan keyin hosil boʻlgan birinchi yulduzlarning (III populyatsiya) spektroskopik tahlilini oʻtkazish;
- koinotdagi eng qadimgi supermassiv qora tuynuklar va kvazarlarning topilishi kabi ajoyib syurprizlarga ega boʻling.
JWST ilmiy tadqiqot darajasi oʻtmishdagi hech narsaga oʻxshamaydi, shuning uchun teleskop NASAning 2010-yillardagi eng muhim missiyasi sifatida tanlangan.
Ilmiy durdona
Texnik nuqtai nazardan, yangi Jeyms Uebb teleskopi haqiqiy san'at asaridir. Loyiha uzoq yo'lni bosib o'tdi: byudjetning ortishi, jadvalning kechikishi va loyihani bekor qilish xavfi mavjud. Yangi rahbariyatning aralashuvidan keyin hammasi o'zgardi. Loyiha birdan soat kabi ishladi, mablag'lar ajratildi, xatolar, muvaffaqiyatsizliklar va muammolar hisobga olindi va JWST jamoasi mos kela boshladi.barcha muddatlar, jadvallar va byudjet asoslari. Qurilmaning ishga tushirilishi 2018-yil oktabr oyida Ariane-5 raketasida amalga oshirilishi rejalashtirilgan. Jamoa nafaqat jadvalga amal qiladi, balki barcha kutilmagan vaziyatlarni hisobga olish uchun to‘qqiz oy vaqtlari bor, shunda hamma narsa to‘plangan va o‘sha sanaga tayyor.
Jeyms Webb teleskopi 4 ta asosiy qismdan iborat.
Optik blok
Barcha nometalllarni o'z ichiga oladi, ulardan o'n sakkizta asosiy segmentli oltin bilan qoplangan nometall eng samarali hisoblanadi. Ular uzoqdagi yulduz nurlarini yig'ish va tahlil qilish uchun asboblarga yo'n altirish uchun ishlatiladi. Bu nometalllarning barchasi hozirda tayyor va benuqson, to'g'ri belgilangan reja asosida tayyorlangan. Yig‘ilgandan so‘ng ular Yerdan L2 Lagrange nuqtasiga qadar 1 million km dan ko‘proq masofaga uchiriladigan ixcham tuzilmaga yig‘iladi, so‘ngra keyingi yillar davomida ultra uzoq masofali yorug‘likni to‘playdigan chuqurchalar konstruksiyasini hosil qilish uchun avtomatik tarzda joylashadi. Bu haqiqatan ham go'zal narsa va ko'plab mutaxassislarning titanik sa'y-harakatlarining muvaffaqiyatli natijasidir.
Infraqizil kamera yaqinida
Webb to'rtta ilmiy asbob bilan jihozlangan bo'lib, ular 100% bajarilgan. Teleskopning asosiy kamerasi ko'rinadigan to'q sariq nurdan chuqur infraqizilgacha bo'lgan yaqin infraqizil kameradir. U eng qadimgi yulduzlar, hali shakllanish jarayonida bo'lgan eng yosh galaktikalar, Somon yo'lining yosh yulduzlari va yaqin galaktikalar, Kuiper kamaridagi yuzlab yangi ob'ektlarning misli ko'rilmagan tasvirlarini taqdim etadi. Uboshqa yulduzlar atrofidagi sayyoralarni bevosita tasvirlash uchun optimallashtirilgan. Bu koʻpchilik kuzatuvchilar tomonidan ishlatiladigan asosiy kamera boʻladi.
Yaqin infraqizil spektrograf
Ushbu vosita yorug'likni nafaqat alohida to'lqin uzunliklariga ajratadi, balki bir vaqtning o'zida 100 dan ortiq alohida ob'ektlar uchun buni amalga oshirishga qodir! Ushbu asbob 3 xil spektroskopiya rejimida ishlashga qodir universal Webba spektrograf bo'ladi. U Yevropa kosmik agentligi tomonidan qurilgan, ammo ko'plab komponentlar, jumladan, detektorlar va ko'p eshikli batareyalar Kosmik parvozlar markazi tomonidan taqdim etilgan. Goddard (NASA). Bu qurilma sinovdan oʻtgan va oʻrnatishga tayyor.
Oʻrta infraqizil asbob
Qurilma keng polosali tasvirlash uchun ishlatiladi, ya'ni u barcha Webb asboblaridan eng ta'sirli tasvirlarni ishlab chiqaradi. Ilmiy nuqtai nazardan, u yosh yulduzlar atrofidagi protoplanetar disklarni o'lchash, Kuiper kamar ob'ektlari va yulduz nurlari bilan qizdirilgan changni misli ko'rilmagan aniqlik bilan o'lchash va tasvirlashda eng foydali bo'ladi. Bu kriogen 7 K gacha sovutiladigan yagona asbob bo'ladi. Spitzer kosmik teleskopi bilan solishtirganda, bu natijalarni 100 baravar yaxshilaydi.
Teriqsiz yaqin infraqizil spektrograf (NIRISS)
Qurilma sizga quyidagilarga imkon beradi:
- yaqin infraqizil toʻlqin uzunliklarida keng burchakli spektroskopiya (1,0 - 2,5 mkm);
- bir ob'ektning grizm spektroskopiyasiko'rinadigan va infraqizil diapazon (0,6 - 3,0 mikron);
- 3,8 - 4,8 mkm to'lqin uzunliklarida diafragmani niqoblovchi interferometriya (bu erda birinchi yulduzlar va galaktikalar kutilmoqda);
- butun koʻrish maydonini keng diapazonda suratga olish.
Ushbu asbob Kanada kosmik agentligi tomonidan yaratilgan. Kriogen sinovdan o'tgandan so'ng, u teleskopning asboblar bo'limiga integratsiyaga ham tayyor bo'ladi.
Quyosh qalqoni
Kosmik teleskoplar hali ular bilan jihozlanmagan. Har bir ishga tushirishning eng qo'rqinchli jihatlaridan biri bu mutlaqo yangi materialdan foydalanishdir. Butun kosmik kemani bir martalik sarflanadigan sovutish suyuqligi bilan faol sovutish o'rniga, Jeyms Uebb teleskopi mutlaqo yangi texnologiyadan foydalanadi, bu teleskopdan quyosh nurlanishini aks ettirish uchun joylashtiriladigan 5 qatlamli quyosh pardasi. Beshta 25 metrli varaq titan novdalar bilan bog'lanadi va teleskop o'rnatilgandan keyin o'rnatiladi. Himoya 2008 va 2009 yillarda sinovdan o'tkazildi. Laboratoriya sinovlarida qatnashgan to'liq miqyosli modellar Yerda qilishlari kerak bo'lgan hamma narsani qilishdi. Bu ajoyib yangilik.
Bu ham aql bovar qilmaydigan tushuncha: Quyoshdan kelayotgan yorugʻlikni toʻsish va teleskopni soyada joylashtirish emas, balki butun issiqlik teleskop yoʻnalishiga teskari yoʻnalishda tarqaladigan tarzda amalga oshirish. Kosmos vakuumidagi beshta qatlamning har biri tashqi tomondan uzoqlashganda sovuq bo'lib qoladi, bu haroratdan bir oz issiqroq bo'ladi. Yer yuzasi - taxminan 350-360 K. Oxirgi qatlamning harorati 37-40 K gacha tushishi kerak, bu Pluton yuzasida tungidan sovuqroq.
Bundan tashqari, chuqur fazoning og'ir muhitidan himoya qilish uchun muhim choralar ko'rildi. Bu erda tashvishlanadigan narsalardan biri - mayda tosh o'lchamdagi toshlar, qum donalari, chang bo'laklari va hatto sayyoralararo kosmosda soatiga o'nlab, hatto yuz minglab kilometr tezlikda uchib ketadigan mayda toshlardir. Ushbu mikrometeoritlar duch kelgan hamma narsada mayda, mikroskopik teshiklarni yaratishga qodir: kosmik kemalar, astronavtlar kostyumlari, teleskop oynalari va boshqalar. Agar nometall faqat "yaxshi yorug'lik" miqdorini biroz kamaytiradigan chuqurchalar yoki teshiklarni olsa, u holda quyosh qalqoni butun qatlamni yaroqsiz holga keltirib, chetdan chetga yirtib tashlashi mumkin. Bu hodisaga qarshi kurashish uchun ajoyib g‘oya qo‘llanildi.
Butun quyosh qalqoni shunday qismlarga bo'linganki, agar ularning birida, ikkitasida yoki hatto uchtasida kichik bo'shliq bo'lsa, qatlam old oynasidagi yoriq kabi yirtilmaydi. mashina. Bo‘limga bo‘linish butun tuzilmani saqlanib qoladi, bu buzilishning oldini olish uchun muhimdir.
Kosmik kema: yig'ish va boshqarish tizimlari
Bu eng keng tarqalgan komponent, chunki barcha kosmik teleskoplar va ilmiy missiyalar mavjud. JWST-da u noyob, ammo ayni paytda to'liq tayyor. Loyihaning bosh pudratchisi Northrop Grummanga faqat qalqonni tugatish, teleskopni yig‘ish va sinovdan o‘tkazish qolgan edi. Mashina tayyor bo'ladi2 yildan keyin ishga tushadi.
10 yillik kashfiyot
Agar hammasi joyida boʻlsa, insoniyat buyuk ilmiy kashfiyotlar ostonasida boʻladi. Hozirgacha eng qadimgi yulduzlar va galaktikalarning ko'rinishini to'sib qo'ygan neytral gaz pardasi Uebbning infraqizil imkoniyatlari va uning ulkan yorqinligi bilan yo'q qilinadi. Bu hozirgacha qurilgan eng katta, eng sezgir teleskop bo'ladi, ulkan to'lqin uzunligi diapazoni 0,6 dan 28 mikrongacha (inson ko'zi 0,4 dan 0,7 mikrongacha ko'radi). Bu oʻn yillik kuzatuvlarni taqdim etishi kutilmoqda.
NASA ma'lumotlariga ko'ra, Webb missiyasining ishlash muddati 5,5 yildan 10 yilgacha bo'ladi. U orbitani ushlab turish uchun zarur bo'lgan yoqilg'i miqdori va kosmosning og'ir muhitida elektronika va jihozlarning ishlash muddati bilan cheklangan. Jeyms Uebb orbital teleskopi butun 10 yil davomida yoqilg'ini olib yuradi va ishga tushirilgandan keyin 6 oy o'tgach, parvozni qo'llab-quvvatlash sinovlari o'tkaziladi, bu 5 yillik ilmiy ishlarni kafolatlaydi.
Nima xato boʻlishi mumkin?
Asosiy cheklovchi omil - bu bortdagi yoqilg'i miqdori. U tugagach, sun'iy yo'ldosh L2 Lagranj nuqtasidan uzoqlashadi va Yerga bevosita yaqin joyda xaotik orbitaga kiradi.
Bu bilan keling, boshqa muammolar ham yuz berishi mumkin:
- ko'zgularning buzilishi, bu yig'ilgan yorug'lik miqdoriga ta'sir qiladi va tasvir artefaktlarini yaratadi, lekin teleskopning keyingi ishlashiga zarar bermaydi;
- quyosh ekranining bir qismi yoki to'liq ishlamay qolishi, bu o'sishga olib keladikosmik kemaning harorati va foydalanish mumkin bo'lgan to'lqin uzunligi diapazonini juda yaqin infraqizil (2-3 mikron)gacha toraytiring;
- Oʻrta infraqizil asboblarni sovutish tizimidagi nosozlik, uni yaroqsiz holga keltirdi, lekin boshqa asboblarga taʼsir qilmaydi (0,6–6 µm).
Jeyms Uebb teleskopini kutayotgan eng qiyin sinov - bu ishga tushirish va berilgan orbitaga kiritish. Bu holatlar sinovdan oʻtkazildi va muvaffaqiyatli yakunlandi.
Fandagi inqilob
Agar Jeyms Uebb teleskopi ishlasa, uni quvvatlantirish uchun 2018 yildan 2028 yilgacha yoqilg'i yetarli bo'ladi. Bundan tashqari, yonilg'i quyish imkoniyati mavjud bo'lib, bu teleskopning ishlash muddatini yana o'n yilga uzaytirishi mumkin. Hubble 25 yildan beri ishlayotgani kabi, JWST ham inqilobiy ilm-fan avlodini taqdim etishi mumkin. 2018-yil oktabr oyida Ariane 5 raketasi orbitaga 10 yildan ortiq mashaqqatli mehnatdan so‘ng o‘z mevasini berishga tayyor bo‘lgan astronomiya kelajagini chiqaradi. Koinot teleskoplarining kelajagi deyarli shu yerda.
